NO864681L - PROCEDURE FOR DIRECT TRANSMISSION IN PLASTIDES AND MITOCONDRIES. - Google Patents

PROCEDURE FOR DIRECT TRANSMISSION IN PLASTIDES AND MITOCONDRIES.

Info

Publication number
NO864681L
NO864681L NO864681A NO864681A NO864681L NO 864681 L NO864681 L NO 864681L NO 864681 A NO864681 A NO 864681A NO 864681 A NO864681 A NO 864681A NO 864681 L NO864681 L NO 864681L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
dna
protoplasts
gene
mitochondria
plastids
Prior art date
Application number
NO864681A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO864681D0 (en
Inventor
Ingo Potrykus
Raymond Douglas Shillito
Mary-Dell Chilton
Original Assignee
Ciba Geigy Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ciba Geigy Ag filed Critical Ciba Geigy Ag
Publication of NO864681D0 publication Critical patent/NO864681D0/en
Publication of NO864681L publication Critical patent/NO864681L/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/52Genes encoding for enzymes or proenzymes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8201Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
    • C12N15/8214Plastid transformation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Fremgangsmåte ved direkte innesluttelse av DNA i plastider og mitokondrier av planteprotoplaster som i det vesentlige er kjennetegnet ved at man ved fravær av et patogen av dette nevnte DNA i et medium forårsaker inntrengelse av DNA i protoplastene i de deri værende plastider og mitokondrier hvor man bringer protoplastene så lenge i kontakt at denne penetrasjon er sikret slik at det til slutt resulterer i planter med forbedrede egenskaper.A method of direct entrapment of DNA in plastids and mitochondria of plant protoplasts which is essentially characterized in that in the absence of a pathogen of said DNA in a medium causes penetration of DNA into the protoplasts of the plastids and mitochondria therein where the protoplasts are placed. so long in contact that this penetration is ensured so that it eventually results in plants with improved properties.

Description

Foreliggende oppfinnelse omfatter en fremgangsmåte for direkte genoverføring i plastider og mitokondrier, fortrinnsvis i klorplastene av planteprotoplåster. The present invention comprises a method for direct gene transfer in plastids and mitochondria, preferably in the chloroplasts of plant protoplasts.

Innenfor foreliggende oppfinnelse omfatter i begrepet planter alle i en eller flercellede organismer som kan utføre fotosyntese. Within the scope of the present invention, the term plants includes all unicellular or multicellular organisms that can carry out photosynthesis.

Som planteprotoplaster omfattes planteceller hvis cellevegger er fjernet helt eller delvis ved behandling ved celle-lytiske enzymer. Plant protoplasts include plant cells whose cell walls have been completely or partially removed by treatment with cell-lytic enzymes.

Kloroplåstene danner et angrepspunkt for erstatningsmidler av forskjellige herbisidklasser, så som for eksempel triazin herbisidene. Først for kort tid siden ble det funnet at atrazin et erstatningsmiddel for triasin-herbisid inngikk vekselvirkning med et 32 kd polypeptid som ble kodet av et kloroplastgen, det såkalte psbA-gen (Hirschberg et al., 1984 ) . The chlorine patches form a point of attack for substitutes of different herbicide classes, such as, for example, the triazine herbicides. Only a short time ago, it was found that atrazine, a substitute for triazine herbicide, interacted with a 32 kd polypeptide encoded by a chloroplast gene, the so-called psbA gene (Hirschberg et al., 1984).

Substitusjonen av enkelte nukleotider inne i den kodende del av psbA-genene som har som følge en utskiftning av en enkelt aminosyre i 32 kd polypeptidet fører til en resistens overfør atrazin. Slike mutasjoner finner man hos ugress, så som for eksempel hos Amaranthus hybridus og Solanum nigrum. The substitution of individual nucleotides within the coding part of the psbA genes, which results in the replacement of a single amino acid in the 32 kd polypeptide, leads to a resistance to atrazine. Such mutations are found in weeds, such as Amaranthus hybridus and Solanum nigrum.

Det ville nå væreønskelig i forbindelse med gener å bygge inn direkte i plastid og mitokondriegenomene hos planter, spesielt hos kulturplanter. Dette vil gjøre det mulig å tilføre slike planter nye ogønskelige egenskaper. For å oppnå herbisid-resistente planter er det eksempelvis nød-vendig med gener som gir herbisid resistens i herbisid-sensitive klorplaster. It would now be desirable in connection with genes to be incorporated directly into the plastid and mitochondrial genomes of plants, especially cultivated plants. This will make it possible to add new undesirable properties to such plants. In order to obtain herbicide-resistant plants, it is necessary, for example, to have genes that provide herbicide resistance in herbicide-sensitive chlorine plasters.

Tidligere anstrengelser gjaldt i hovedsak en genetisk mani-pulasjon av det nukleære genom i planteceller for å oppnå en resistens eller en toloranse overfor herbisider som var Previous efforts mainly concerned a genetic manipulation of the nuclear genome in plant cells to achieve a resistance or tolerance to herbicides that were

aktiv i kloroplaster.active in chloroplasts.

Disse fremgangsmåter førte imidlertid lett til marginale toleranseforskjeller i forhold til disse herbisider og ikke til virkelig resistens. However, these methods easily led to marginal tolerance differences in relation to these herbicides and not to real resistance.

Tidligere ble det holdt for umulig å overføre ekte resistens overfor herbisider som var virksom i kloroplaster med hjelp av direkte genoverføring til kulturplanter idet man tidligere gikk ut fra at en transformasjon av plastider, så som f.eks. kloroplaster ikke var mulig med denne metode. In the past, it was considered impossible to transfer true resistance to herbicides that were active in chloroplasts with the help of direct gene transfer to cultivated plants, as it was previously assumed that a transformation of plastids, such as e.g. chloroplasts was not possible with this method.

En ytterligere ulempe ved inneslutning av gener som ga en ønsket egenskap som for eksempel herbisidresistens i det nukleære genom hos en plante lå i muligheten hos enkelte planter til fremmedbestøvning av ugress. Slike krysninger åpnet en mulighet å overføre disse hos kulturplanter ønskede egenskaper fra ugress. A further disadvantage of the inclusion of genes which gave a desired property such as herbicide resistance in the nuclear genome of a plant lay in the possibility of certain plants to cross-pollinate weeds. Such crossings opened up an opportunity to transfer these desired properties from weeds in cultivated plants.

En av de hyppigste anvendte metoder for inneslutning av gener i nukleære genom hos planter består i infeksjon av cellene med patogener, som f.eks. et agrobakterium, som inneholder Ti-plasmid vektor-system. (Barton et al., 1983; Chilton et al., 1985). Disse fremgangsmåter har imidlertid tydelige ulemper som står i forbindelse med infeksjonsfor-løpet. Disse ulemper omfatter for det første en begrenset vertsspesifisitet, og for det andre i nødvendigheten av å befri de transformerte planteceller for de for transformasjonen anvendte patogener. One of the most frequently used methods for the inclusion of genes in nuclear genomes in plants consists in infection of the cells with pathogens, such as e.g. an agrobacterium, which contains the Ti plasmid vector system. (Barton et al., 1983; Chilton et al., 1985). However, these methods have clear disadvantages which are related to the course of the infection. These disadvantages include, firstly, a limited host specificity, and secondly, the necessity to rid the transformed plant cells of the pathogens used for the transformation.

Det er dessuten betenkninger mot frigjøring av slike patogener i miljøet. (Roberts, 1985). There are also concerns about the release of such pathogens into the environment. (Roberts, 1985).

De Block et al. (1985) omtaler anvendelse av agrobakterium Ti-plasmid Vektor-systemer for innesluttelse av et for antibiotika-resistens kodende gen i kloroplast genomer hos tobakksprotoplaster hvorfra komplette celler og endelig komplette fertile planter kunne bli regenerert. Forfatter- ene fant imidlertid at genet ved fravær av det gjeldene antibiotika var utstabilt og at det etter kort tid gikk tapt. Erholdelsen av planter under antibiotika-seleksjons-press fremskaffet imidlertid ingen praktisk anvendelse. De Block et al. (1985) mentions the use of agrobacterium Ti-plasmid vector systems for the inclusion of a gene coding for antibiotic resistance in the chloroplast genomes of tobacco protoplasts from which complete cells and finally complete fertile plants could be regenerated. However, the authors found that the gene was unstable in the absence of the antibiotic in question and that it was lost after a short time. However, the preservation of plants under antibiotic selection pressure did not provide any practical application.

Fremgangsmåte for den direkte transformasjon av planteprotoplaster med frilagt linjært DNA eller sirkulært plasmid-DNA er i alle tilfelle kjent (Paszkowski et al., 1984, samt Schilperoort et al., 1983). Ved disse fremgangsmåter er ingen patogene for infeksjonsforløpet nødvendig. Opptil idag er imidlertid disse metoder innskrenket til nukleær transformasjon. Procedures for the direct transformation of plant protoplasts with exposed linear DNA or circular plasmid DNA are in all cases known (Paszkowski et al., 1984, as well as Schilperoort et al., 1983). In these methods, no pathogen is necessary for the course of the infection. Until today, however, these methods have been limited to nuclear transformation.

Det er således behov for en fremgangsmåte som tillater direkte overføring av nyttige gener i plante og mitokondrie genomer slik at fordelaktige nye egenskaper hos planteceller kan overføres uten at en tidligere infeksjon av cellene med et patogen er nødvendig, og hvor det samtidig ble for-hindret at disse egenskaper blir overført til ugress. Videre finnes et behov for en fremgangsmåte som sikrer stabil genoverføring i plastider og mitrokondrier fra planteceller og hele planter slik at ekspresjonen av nevnte gen ikke blir tapt under utvikling av kulturplantene i margen. There is thus a need for a method which allows the direct transfer of useful genes into plant and mitochondrial genomes so that advantageous new properties of plant cells can be transferred without a previous infection of the cells with a pathogen being necessary, and where it is also prevented that these characteristics are transferred to weeds. Furthermore, there is a need for a method which ensures stable gene transfer in plastids and mitochondria from plant cells and whole plants so that the expression of said gene is not lost during development of the cultured plants in the marrow.

En vesentlig bestanddel av foreliggende oppfinnelse omhand-ler således omtalen av en fremgangsmåte for direkte geninn-føring i genomet hos plastider og mitokondrier, fortrinnsvis kloroplaster uten infeksjon av cellene med et patogen og opprettholdelse av genet i nevnte genom. En videre gjen-stand for foreliggende oppfinnelse omfatter fremstilling av hele planter som inneholder genetisk manipulerte plastider og mitokondrier og også under betingelser under hvilken de i følge rekombinant genteknologi skreddersydde egenskap(er) forblir stabile og gir ekspresjon. An essential component of the present invention thus deals with the description of a method for direct gene introduction into the genome of plastids and mitochondria, preferably chloroplasts without infection of the cells with a pathogen and maintenance of the gene in said genome. A further object of the present invention comprises the production of whole plants containing genetically manipulated plastids and mitochondria and also under conditions under which the characteristic(s) tailored according to recombinant genetic technology remain stable and give expression.

Som det går frem av etterfølgende beskrivelse blir disse og ytterligere mål oppnådd ved utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for direkte inneslutning av DNA i plastider og mitokondrier hos planteprotoplaster hvorved nevnte DNA omfatter en eller flere gener og aktive promotorer i plastider og mitokondrier og hvor fremgangsmåten er særpreget ved at et patogen for dette DNA bringes i kontakt med protoplastene i et medium så lenge at inntrengningen av genet i protoplastene og de deri værende plastider og mitokondrier blir sikret. As can be seen from the following description, these and further objectives are achieved by carrying out the method according to the invention for direct inclusion of DNA in plastids and mitochondria of plant protoplasts, whereby said DNA comprises one or more genes and active promoters in plastids and mitochondria and where the method is distinctive in that a pathogen for this DNA is brought into contact with the protoplasts in a medium for so long that the penetration of the gene into the protoplasts and the plastids and mitochondria present therein is ensured.

FigurerFigures

Fig. 1 viser et strømningsdiagram av enkelttrinnene for konstruksjonen av plasmid pCAT^ og p32CAT. Fig. 2 viser et strømningsdiagram av enkelttrinnene for konstruksjonen av plasmidene pUCHl. Fig. 3 viser et strømningsdiagram av enkelttrinnene for konstruksjonen av plasmidene pBRCAT. Fig. 1 shows a flow diagram of the individual steps for the construction of plasmid pCAT^ and p32CAT. Fig. 2 shows a flow diagram of the individual steps for the construction of the plasmids pUCH1. Fig. 3 shows a flow diagram of the individual steps for the construction of the plasmids pBRCAT.

I de vedlagte figurer blir følgende forkortelser anvendt:In the attached figures, the following abbreviations are used:

X = XholX = Xhol

S = SmalS = Narrow

H = HindlllH = Hindlll

B = BamHIB = BamHI

RI = EcoRiRI = EcoRi

SI = SaliSI = Sali

LIG. = Ligering med en T4 DNA LigaseEQUAL. = Ligation with a T4 DNA Ligase

X/Sl betegner et sted hvor det fremskaffes ved sammenbind-ing av en Xhol-sekvens med en Sall-sekvens et hybrid restriksjonskløvningspunkt som ikke kan bli spaltet av noen av enzymene. X/S1 denotes a site where a hybrid restriction cleavage point is produced by linking an XhoI sequence with a SalI sequence which cannot be cleaved by any of the enzymes.

CAT betegner den kodende region for kloramfenikol-acetyltransferase. CAT^ betegner den promotofrie form av CAT-genet. CAT denotes the coding region for chloramphenicol acetyltransferase. CAT^ denotes the promoter-free form of the CAT gene.

I figurene 1 til 3 blir psbA-genet fremstilt ved en svart bjelke og den tilhørende promotor ved en svart kiste. In Figures 1 to 3, the psbA gene is represented by a black bar and the associated promoter by a black box.

I figurene 1 til 3 er den CAT kodende region tegnet med punkter. In Figures 1 to 3, the CAT coding region is drawn with dots.

I foreliggende beskrivelse av oppfinnelsen og i patentkrav-ene gjelder følgende definisjoner: Et "gen" er en DNA-sekvens som er særpreget ved en promotor og en transkriberende DNA-sekvens. In the present description of the invention and in the patent claims, the following definitions apply: A "gene" is a DNA sequence that is characterized by a promoter and a transcribing DNA sequence.

Promotoren, som i de fleste tilfeller ikke blir transkri-bert, forårsaker transkripsjon av den etterfølgende og i enkelte tilfeller også i de omkringliggende gensekvenser til det tilsvarende RNA. RNA kan imidlertid heller ikke bli translatert til et polypeptid. Dersom RNA blir translatert blir den betegnet som mRNA. DNA-sekvensen som gir mRNA såvel som mRNA i seg selv er satt sammen av en 5' region som ikke blir translatert av en kodende region såvel som en 3' region som heller ikke blir translatert. Kun den kodende region blir translatert til det tilsvarende polypeptid. The promoter, which in most cases is not transcribed, causes transcription of the subsequent and in some cases also in the surrounding gene sequences of the corresponding RNA. However, RNA cannot be translated into a polypeptide either. If RNA is translated, it is called mRNA. The DNA sequence that gives mRNA as well as mRNA itself is composed of a 5' region that is not translated by a coding region as well as a 3' region that is also not translated. Only the coding region is translated into the corresponding polypeptide.

De "aktive" deler av en DNA-sekvens danner tilsvarende områder som er nødvendige for funksjonen av DNA-sekvensen. Enkelte eksempler av aktive områder av DNA-sekvenser omfatter RNA-polymerase-bindingsområde, initiatorsignalet (TATA-boksen) til promotoren, ribosombindingsområdet såvel som translasjons initiatorsignalet til den ikke-transl ater-te 5'-regionen, den kodende sekvens, transkripsjons-stopps-signalet såvel som polyadenyleringssignalet til den ikke-translaterte 3'-regionen. De forskjellige spacerdeler hvori DNA-sekvensen ikke har betydning blir ikke ansett som aktive DNA-sekvenser. The "active" parts of a DNA sequence form corresponding regions that are necessary for the function of the DNA sequence. Some examples of active regions of DNA sequences include the RNA polymerase binding region, the initiator signal (TATA box) of the promoter, the ribosome binding region as well as the translation initiation signal of the untranslated 5' region, the coding sequence, transcription stops - signal as well as the polyadenylation signal of the 3' untranslated region. The various spacer parts in which the DNA sequence is not important are not considered active DNA sequences.

En "variant" av en naturlig DNA-sekvens danner en modifisert form av den naturlige sekvens som fyller en tilsvarende funksjon. Derved kan det dreie seg om en mutant eller en syntetisk DNA-sekvens som i det vesentlige er homolog med den tilsvarende naturlige sekvens. A "variant" of a natural DNA sequence forms a modified form of the natural sequence that fulfills a corresponding function. Thereby, it may be a mutant or a synthetic DNA sequence which is essentially homologous with the corresponding natural sequence.

Som i det vesentlige homolog til en annen DNA-sekvens anser man således en DNA-sekvens som er minst 70%, fortrinnsvis minst 80% og spesielt minst 90% homolog med den aktive del av DNA-sekvensen. For å fastslå den vesentlige homologi blir to forskjellige nukleotider innenfor en DNA-sekvens av en kodende region også ansett som homolog når den motstå-ende erstatning av denne nukleotid fører til en stum muta-sjon. A DNA sequence which is at least 70%, preferably at least 80% and especially at least 90% homologous to the active part of the DNA sequence is thus considered substantially homologous to another DNA sequence. To determine the essential homology, two different nucleotides within a DNA sequence of a coding region are also considered homologous when the opposite substitution of this nucleotide leads to a silent mutation.

En DNA-sekvens "nedstammer fra" en kilde, som f.eks. plastider eller mitokondrier når denne DNA-sekvens forekommer i denne kilde. Foreliggende oppfinnelse omfatter også varianter av en slik DNA-sekvens. A DNA sequence "descends from" a source, such as plastids or mitochondria when this DNA sequence occurs in this source. The present invention also includes variants of such a DNA sequence.

En DNA-sekvens er "funksjonell" i plastider eller mitokondrier når den oppfyller sin ventede funksjon og forblir i de etterfølgende plastider og mitokondrier. A DNA sequence is "functional" in plastids or mitochondria when it fulfills its expected function and remains in the succeeding plastids and mitochondria.

Med "transformerbare plante protoplåster" forstår man protoplaster som etter en direkte genoverføring inneholder et plastid eller et mitokondrie genom som har det kovalent-bundede DNA som vanligvis ikke forekommer i disse plastide eller mitokondrier. By "transformable plant protoplasts" is meant protoplasts which, after a direct gene transfer, contain a plastid or a mitochondrial genome which has the covalently-bonded DNA which does not normally occur in these plastids or mitochondria.

Plante protoplaster, som ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er transformerbare, kan stamme fra dyrkede celler såvel som fra celler som foreligger innebygget i plantedelene eller flercellige planter. De transformerbare planteprotoplaster kan imidlertid også stamme fra encellede planter som for eksempel alger. Enkelte eksempler på encellede planter omfatter cyanobakterier (f.eks. Synechococcus spp.) såvel som Chlamydomonas og Euglena. Spesielt foretrukket innenfor foreliggende oppfinnelse er imidlertid planteprotoplaster som stammer fra flercellede planter. Ifølge følgende transformasjon kan protoplastene Plant protoplasts, which can be transformed using the method according to the invention, can originate from cultured cells as well as from cells that are built into the plant parts or multicellular plants. However, the transformable plant protoplasts can also originate from unicellular plants such as algae. Some examples of unicellular plants include cyanobacteria (eg Synechococcus spp.) as well as Chlamydomonas and Euglena. Particularly preferred within the present invention, however, are plant protoplasts originating from multicellular plants. According to the following transformation, the protoplasts can

eventuelt være regenerert fra hele planter.possibly be regenerated from whole plants.

Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse er det således mulig å modifisere plastidene og mitokondriene genetisk fra enhver planteprotoplast. With the help of the present invention, it is thus possible to genetically modify the plastids and mitochondria from any plant protoplast.

Enkelte eksempler for slike planteprotoplaster er:Some examples of such plant protoplasts are:

Solanum spp. (potet), Gossypium spp. (bomull), Glycine spp. Solanum spp. (potato), Gossypium spp. (cotton), Glycine spp.

(soyabønner), Petunia spp. (petunia), Daucus spp. (gulrot), Citrus spp. (appelsin, sitrun), Lycopersicon spp. (tomat), Brassica spp. (nepe, kål, blomkål osv.), Beta spp. (nepe), Phaseolus spp. (bønne), Helianthus spp. (solsikke), Arachis spp. (jordnøtt), Amaranthus spp. (revehale), Medicago spp. (soybean), Petunia spp. (petunia), Daucus spp. (carrot), Citrus spp. (orange, lemon), Lycopersicon spp. (tomato), Brassica spp. (turnip, cabbage, cauliflower, etc.), Beta spp. (turnip), Phaseolus spp. (bean), Helianthus spp. (sunflower), Arachis spp. (peanut), Amaranthus spp. (foxtail), Medicago spp.

(alfalfa), Trifolium spp. (kløver), Atropy spp. (søtvie), Hyoscyamus spp, (bulmeert), Digitalis spp. (fingerbøl), Catharanthus spp. (eviggrønn), Pisum spp. (ert) og Pinus spp. (furu). (alfalfa), Trifolium spp. (clover), Atropy spp. (sweet vetiver), Hyoscyamus spp. pine).

Transformerbare plastider er f.eks. kromoplaster, amylo-plaster, 1eukoplåster, etioplaster, proplastider og kloroplaster. Spesielt foretrukket for transformasjonen er kloroplåster. Transformable plastids are e.g. chromoplasts, amyloplasts, 1eucoplasts, etioplasts, proplastids and chloroplasts. Particularly preferred for the transformation are chloroplasts.

Foreliggende oppfinnelse omfatter videre gener som er funksjonsdyktige i plastidene og mitokondriene. Genene ifølge foreliggende oppfinnelse overfører ved sin innesluttelse til plastidene og mitokondriene en ønsket nyttig egenskap. Enkelte eksempler på slike nyttige egenskaper er: fytotoks-inresistens, som f.eks. herbisid eller antibiotika-resistens, forbedret fotosyntetisk effekt såvel som enzymaktiv-itet i tilfeller hvor et kromogent substrat er kjent for enzymet. The present invention also includes genes that are functional in the plastids and mitochondria. The genes according to the present invention transfer a desired useful property when they are enclosed in the plastids and mitochondria. Certain examples of such useful properties are: phytotoxin resistance, such as e.g. herbicide or antibiotic resistance, improved photosynthetic effect as well as enzyme activity in cases where a chromogenic substrate is known to the enzyme.

Ved herbisid-resistens forstår man i foreliggende tilfelle en resistens i forhold til alle herbisider som er aktive i plastidene eller mitokondriene. Slik er eksempelvis tallrike herbisider aktive i kloroplaster. Til denne herbisid- klasse hører f.eks. triazin-, urea-, sulfonylurea- såvel som uracilderivater såvel som glyfosat (N-fosformetylgly-cin) . In the present case, herbicide resistance is understood as a resistance in relation to all herbicides that are active in the plastids or mitochondria. For example, numerous herbicides are active in chloroplasts. This herbicide class includes e.g. triazine, urea, sulfonylurea as well as uracil derivatives as well as glyphosate (N-phosphormethylglycine).

Enkelte eksempler for triazin-herbisider omfatter atrazin, ametryn, metribuzin såvel som simazin. Enkelte eksempler for urea-herbisider omfatter fenylurea, som f.eks. diuron, kloroksuorn og fluormeturon såvel som DCMU (diklormetyl-urea). Eksempler for sulfonylurea er Oust og Glean, og for uracin-herbisider bromasil og terbasil. Disse og andre herbisider er beskrevet av LeBaron og Gressel (1982). Some examples of triazine herbicides include atrazine, ametryn, metribuzin as well as simazine. Some examples of urea herbicides include phenylurea, which e.g. diuron, chloroxouron and fluoromethuron as well as DCMU (dichloromethyl urea). Examples for sulphonylureas are Oust and Glean, and for uracin herbicides bromasil and terbasil. These and other herbicides are described by LeBaron and Gressel (1982).

For å gjøre en celle resistens ovenfor herbisider er det ikke nødvendig at man ved direkte genoverføring i hver av de 50 til 100 kloroplaster i hver celle innebefatter et for herbisid-resistensen kodende gen. En direkte genoverføring i en liten del av de eksisterende kloroplaster er fullstendig tilstrekkelig for å beskytte cellene mot herbisider. In order to make a cell resistant to herbicides, it is not necessary that, by direct gene transfer, each of the 50 to 100 chloroplasts in each cell contains a gene coding for herbicide resistance. A direct gene transfer in a small part of the existing chloroplasts is completely sufficient to protect the cells against herbicides.

Muligheten for å overføre en herbisid-resistens f. eks. mot atrazin til planter er av forskjellige grunnerønskelig. Dette tillater eksempelvis anvendelse av slike herbisider i større doser til planter som således er tolerante overfor dette herbisid. Med høyere herbisiddoser oppnår man således samtidig en bedre effekt ved ugressbekjempelsen. The possibility of transferring a herbicide resistance e.g. against atrazine to plants is desirable for various reasons. This allows, for example, the use of such herbicides in larger doses for plants which are thus tolerant to this herbicide. With higher herbicide doses, a better weed control effect is thus achieved at the same time.

I tillegg kan imidlertid herbisid-resistensen også bli anvendt som selektiv markør som blir genetisk koblet med en fysiologisk egenskap som i seg selv er vanskelig å velge ut. For å kunne utnytte denne mulighet blir et donor-plasmid konstruert som inneholder et gen som fremskaffer en herbisid-resitens såvel som et andre gen som tilfører den andreønskede egenskap. Derved kan det dreie eksempelvis om en forhøyet fotosyntetisk effekt. Disse donor-DNA blir innesluttet i plante-proteplåster som kan blir regenerert til en plantecelle kultur eller til hele planter. De resulterende planter besitter således såvel egenskapene for herbisid-resistens og også nevnte andre egenskaper. Lar man disse planter vokse ved nærvær av det aktuelle herbisid er det således mulig å velge ut planter som har denne nevnte andre egenskap. In addition, however, the herbicide resistance can also be used as a selective marker that is genetically linked with a physiological characteristic that is in itself difficult to select. In order to make use of this possibility, a donor plasmid is constructed which contains a gene which produces herbicide resistance as well as a second gene which adds the second desired characteristic. This can, for example, be about an increased photosynthetic effect. These donor DNA are enclosed in plant protein patches that can be regenerated into a plant cell culture or into whole plants. The resulting plants thus possess both the properties for herbicide resistance and also the other properties mentioned. If these plants are allowed to grow in the presence of the herbicide in question, it is thus possible to select plants that have this aforementioned second property.

I tillegg gir innføringen av et donor-DNA som overfører såvel en herbisid-resitens som en andre fra agronomisk syns-punkt nyttig egenskap til plante-protoplaster denne andre egenskap stabilt i kloroplåstene når man dyrker plantene i nærvær av herbisidet. In addition, the introduction of a donor DNA that transfers both a herbicide resistance and another, from an agronomic point of view, useful property to plant protoplasts gives this other property stably in the chloroplasts when the plants are grown in the presence of the herbicide.

Angående instabilitet av fremmede gen i kloroplaster har det tidligere blitt vist til De Block et al. (1985) se ovenfor. Regarding instability of foreign genes in chloroplasts, it has previously been shown to De Block et al. (1985) see above.

Spesielt foretrukket er en herbisid-resistens i forhold til atrazin (2-klor-4-etylamino-6-isopropylamino-l,3,5-triazin). Particularly preferred is a herbicide resistance to atrazine (2-chloro-4-ethylamino-6-isopropylamino-1,3,5-triazine).

For in vitro-identifiseringen av celler med transformerte plastider eller mitokondrier kan en antibiotika-resistens anvendes. For the in vitro identification of cells with transformed plastids or mitochondria, an antibiotic resistance can be used.

En antibiotika-resistens er en egenskap som kan anvendes for in vitro-identifisering av celler som inneholder transformerte plaster eller mitokondrier. Gener som innehar slike utvalgte markører er meget nyttige når de på genetisk måte har blitt koblet til agronomisk nyttige egenskaper. For dette egner seg eksempelvis resistens mot klormafenikol, kanamycin eller også prinsipielt også resistens overfor andre eksisterende antibiotika. An antibiotic resistance is a property that can be used for in vitro identification of cells containing transformed plaques or mitochondria. Genes containing such selected markers are very useful when they have been genetically linked to agronomically useful traits. For this, for example, resistance to chlormaphenicol, kanamycin or, in principle, also resistance to other existing antibiotics are suitable.

En nyttig egenskap som i første linje er egnet som markør for en utvelgelse (Screening) for identifisering av plante-celler av vev-kulturer som inneholder genetisk manipulerte plastider eller mitokondrier oppnår man for eksempel ved inneslutning av et gen som koder for et enzym som har et fargegivende substrat. Dreier det seg for nevnte enzym eksempelvis om beta-galatosidasae, så blir plantecellene ut- plantet på et vevskultur-medium som inneholder det fargegivende substrat Xgal (5-klor-4-brom-3-indolyl-jSD-galaktosidase). Planteceller som inneholder genetisk manipulerte plastider eller mitokondrier blir derved farget gjennom fargestoffet indigoblått på grunn av spaltningen av Xgal ved fjgalaktosidase blir frigitt. A useful property that is primarily suitable as a marker for a selection (Screening) for the identification of plant cells from tissue cultures that contain genetically manipulated plastids or mitochondria is obtained, for example, by including a gene that codes for an enzyme that has a coloring substrate. If the said enzyme is, for example, beta-galatosidase, the plant cells are planted on a tissue culture medium containing the color-giving substrate Xgal (5-chloro-4-bromo-3-indolyl-jSD-galactosidase). Plant cells containing genetically manipulated plastids or mitochondria are thereby stained through the dye indigo blue due to the cleavage of Xgal by fjgalactosidase being released.

Genene, som er egnet for foreliggende oppfinnelse, kan bli utvunnet ved i og for seg kjente metoder. Ved disse metoder dreier det seg f.eks. om naturlig isolering vanligvis bare utenfor plastidene eller mitokondriene forekommende gener eller deres varianter som skal innebefattes. The genes, which are suitable for the present invention, can be extracted by methods known per se. With these methods, it concerns e.g. about natural isolation usually only genes occurring outside the plastids or mitochondria or their variants to be included.

Nevnte gen kan være ethver naturlig forekommende gen eller en av dettes i plastider eller mitokondrier funksjonsdyktige varianter. Foretrukket er naturligvis eksisterende plastid, mitokondrie eller bakterie-genet. Spesielt foretrukket er kloroplast-gen. Said gene can be any naturally occurring gene or one of its functional variants in plastids or mitochondria. Naturally, existing plastid, mitochondrial or bacterial genes are preferred. Particularly preferred is chloroplast gene.

For å være sikker på at nevnte gen faktisk befinner seg i plastidene eller mitokondriene og ikke for eksempel i celle kjernen kan man fortrinnsvis men ikke nødvendigvis sette inn et i cellkjernen et ikke eller minst tydelig mindre funksjonsdyktig gen enn i plastidene eller mitokondriene. In order to be sure that said gene is actually located in the plastids or mitochondria and not, for example, in the cell nucleus, one can preferably, but not necessarily, insert a gene in the cell nucleus that is not or at least clearly less functional than in the plastids or mitochondria.

Enkelte eksempler på naturlig forekommende bakterie-gen er f.eks. slike som koder for antibiotika-resistens eller for enzymer med et fargegivende substrat. Et bakterielt gen som i posisjon overfører en antibiotika-resistens til plastider eller mitokondrier er f.eks. kloramfenikol-acetyl-transfer-ase-genet. Et bakterielt gen som koder for et enzym med kromogen substrat er f.eks. lacZ, som koder for £galaktosidase. Enkelte eksempler på plastid eller mitokondriegen er gen som koder for herbisid-resistens eller for en forbedret fotosyntetisk effekt. En kloroplastgen som er i posisjon til å overføre herbisid-resistens er f.eks. det muterte psbA-gen, hvilket er beskrevet av Hirschberg et al. (1983) eller en mutant av dsbD-genene (Rochaix et al., 1984). Et kloroplast-gen som er i posisjon til å overføre en forbedret fotosyntetisk effekt er f.eks. representert ved en modifisert form av rbcL koder for en modifisert stor subenhet av Ribulose-1,5-bifosfat-karboksylase/oksygenase (Rubisco). Et gen som gir den store subenhet av Rubisco blir lett innesluttet i kloroplåstene og aktivert ved fotosyntesen. Det er imidlertid også mulig å inneslutte en modifisert (mutert, manipulert eller heterolog) form av dette gen med forbedret fotosyntetisk effekt [Jordan et al., Certain examples of naturally occurring bacterial genes are e.g. such as code for antibiotic resistance or for enzymes with a color-giving substrate. A bacterial gene which in position transfers an antibiotic resistance to plastids or mitochondria is e.g. the chloramphenicol acetyl transferase gene. A bacterial gene that codes for an enzyme with a chromogenic substrate is e.g. lacZ, which encodes £galactosidase. Certain examples of plastid or mitochondrial genes are genes that code for herbicide resistance or for an improved photosynthetic effect. A chloroplast gene that is in a position to transfer herbicide resistance is e.g. the mutated psbA gene, which is described by Hirschberg et al. (1983) or a mutant of the dsbD genes (Rochaix et al., 1984). A chloroplast gene that is in a position to transfer an improved photosynthetic effect is e.g. represented by a modified form of rbcL encodes a modified large subunit of Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco). A gene that gives the large subunit of Rubisco is easily enclosed in the chloroplasts and activated during photosynthesis. However, it is also possible to contain a modified (mutated, manipulated or heterologous) form of this gene with improved photosynthetic effect [Jordan et al.,

(1981)] En videre mulighet for å erholde et gen som er funksjonsdyktig i plastider eller mitokondrier består i å konstruere et kimaert gen. En kimært gen er et gen eller minst en del av et gen, fortrinnsvis en aktiv del av et gen som naturlig ikke er kovalent bundet til de øvrige deler. Det kimære gen kan enten kode for en spesifik RNA-transkripsjon eller for et polypeptid. (1981)] A further possibility for obtaining a gene that is functional in plastids or mitochondria consists in constructing a chimeric gene. A chimeric gene is a gene or at least part of a gene, preferably an active part of a gene which is naturally not covalently bound to the other parts. The chimeric gene can either code for a specific RNA transcript or for a polypeptide.

Som promotorer for kimære gen kommer innenfor foreliggende oppfinnelse alle promotorer i betraktning som er funksjonsdyktige i plastider eller mitokondrier. Promotorer for kimære gen kan stamme fra et naturlig forekommende plastid eller mitokondrie gen eller fra et gen som ikke forekommer i plastidene eller mitokondriene. Under de naturlige forekommende promotorer fra plastid eller mitokondrie-gen er spesielt slike foretrukket som stammer fra psbA, psbD eller rbcL-gen. Ved nevnte promotorer kan det også dreie seg om varianter av naturlige promotorer. Ved en heterolog promotor til de kimære gen kan det dreie seg ifølge oppfinnelsen om en naturlig promotor som vanligvis ikke forekommer i plastider eller mitokondrier. As promoters for chimeric genes, within the scope of the present invention, all promoters that are functional in plastids or mitochondria come into consideration. Promoters for chimeric genes may originate from a naturally occurring plastid or mitochondrial gene or from a gene that does not occur in the plastids or mitochondria. Among the naturally occurring promoters from a plastid or mitochondrial gene, those originating from the psbA, psbD or rbcL gene are particularly preferred. Said promoters can also be variants of natural promoters. A heterologous promoter for the chimeric gene may, according to the invention, be a natural promoter which does not normally occur in plastids or mitochondria.

Da funksjonene av plastid- eller mitokondriegen ofte er lik eller identisk med funksjonen av bakterielle gen kan også bakterielle promotorer være funksjonsdyktige i plastider eller mitokondrier. Hver bakteriell promotor som er funksjonsdyktig i plastidene eller mitokondriene kan således også ifølge oppfinnelsen bli satt inn som promotor for de kimære gen. Enkelte brukbare bakterielle promotorer er f.eks. slike som neomycin-fosfortransferase-II-gen og T-DNA-genene som f.eks. nopalin-syntase-genet til Ti-plasmidet. As the functions of plastid or mitochondrial genes are often similar or identical to the function of bacterial genes, bacterial promoters can also be functional in plastids or mitochondria. Every bacterial promoter which is functional in the plastids or mitochondria can thus also, according to the invention, be inserted as a promoter for the chimeric genes. Some useful bacterial promoters are e.g. such as the neomycin phosphortransferase II gene and the T-DNA genes such as e.g. the nopaline synthase gene to the Ti plasmid.

Som heterolog promotor kommer også hver delvis eller fullstendig syntetisk fremstilt promotor i betraktning som er funksjonsdyktig i plastider eller mitokondrier. As a heterologous promoter, every partially or completely synthetically produced promoter that is functional in plastids or mitochondria also comes into consideration.

Delvis eller fullstendig syntetisk fremstilte promotorer som ligner sine naturlige modeller ved at de inneholder 10 nucleotider under transkripsjons-forsterkningen en TATAAT-lignende sekvens er også en bestanddel av foreliggende oppfinnelse . Partially or completely synthetically produced promoters that resemble their natural models in that they contain 10 nucleotides below the transcriptional amplification a TATAAT-like sequence are also a component of the present invention.

Ved den ikke-translaterte 5'-region til det kimære gen av foreliggende oppfinnelse kan det dreie seg om enhver passende ikke-translatert 5'-regionen som er funksjonsdyktig i plastidene eller mitokondriene. Den ikke-translaterte 5'-regionen kan eksempelvis stamme fra plastid eller mitokondrie gen eller fra gen av annen opprinnelse. En foretrukket homolog ikke-translatert 5'-region stammer fra psbA, psbD eller rbcL-gen. En foretrukket heterolog ikke-translatert 5'-region stammer fra bakterielle gen. Syntetiske ikke-translaterte 5'-regioner som på grunn av et effektivt ribo-sonbindende sete som ligner sine naturlige modeller er i alle tilfelle en bestanddel av foreliggende oppfinnelse. The untranslated 5' region of the chimeric gene of the present invention can be any suitable untranslated 5' region that is functional in the plastids or mitochondria. The untranslated 5' region can, for example, originate from a plastid or mitochondrial gene or from a gene of other origin. A preferred homologous 5' untranslated region originates from the psbA, psbD or rbcL gene. A preferred heterologous 5' untranslated region is derived from bacterial genes. Synthetic 5' untranslated regions which, because of an effective ribosome binding site, resemble their natural models are in any case a constituent of the present invention.

I prinsipp egner enhver passende kodende region seg som er i posisjon til å overføre en ønsket egenskap til en plantecelle for anvendelse ifølge oppfinnelsen som kodende region. Såvel de kodende regioner av ovennevnte naturlig forekommende gen såvel som kodende regioner fra andre kild-er kan innenfor foreliggende oppfinnelse for fremstilling av kimært gen bli anvendt. In principle, any suitable coding region which is in a position to transfer a desired property to a plant cell is suitable for use according to the invention as a coding region. Both the coding regions of the above-mentioned naturally occurring gene as well as coding regions from other sources can be used within the present invention for the production of chimeric genes.

Følgelig kan de kodende regioner innenfor foreliggende oppfinnelsen stamme fra naturlig forekommende plastid- eller mitokondriegen eller fra en annen kilde og de kan også være fullstendig eller delvis syntetisk fremstilt eller ved fusjon av to eller fler slike kodende regioner under opprettholdelse av leserrammen. Accordingly, the coding regions within the present invention may originate from naturally occurring plastid or mitochondrial genes or from another source and they may also be completely or partially synthetically produced or by fusion of two or more such coding regions while maintaining the reading frame.

Enhver av disse kodende sekvenser koder for et polypeptid som overfører en eller fler nye egenskaper til cellene og plantene. Any of these coding sequences encodes a polypeptide that transfers one or more new properties to the cells and plants.

Et eksempel på et polypeptid som blir kodet via et i kloro-plastene av bestemte planter naturlig forekommende gen er den muterte form av 32 kd polypeptidet, som er beskrevet av Hirschberg et al. (1983). Det kunne blitt vist at dette polypeptid overfører en atrazin-resistens til bestemte ugress. psbA-genene, hvilket koder for nevnte polypeptid kan imidlertid også overførers til nytteplanter som f.eks. kulturplanter under anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. An example of a polypeptide which is encoded via a gene naturally occurring in the chloroplasts of certain plants is the mutated form of the 32 kd polypeptide, which is described by Hirschberg et al. (1983). This polypeptide could be shown to transfer an atrazine resistance to certain weeds. However, the psbA genes, which code for said polypeptide, can also be transferred to useful plants such as cultivated plants using the method according to the invention.

Et eksempel på en kodende region som ikke stammer fra plastider eller mitokondrier er den kodende region for plante, dyre eller bakterielle gshA og gshB-gen eller de fra glutation-reduktase-genet (gor) hvorved alle dettes nyttige egenskaper kan overføres når de blir innesluttet i plante-plastider eller mitokondrier. gshA og gshB koder for enzym-re som kan katalyserer syntesen av tripeptide glutation hvilket i sin tur sørger for den konjugative detoksifiser-ing av tallrike herbisider (Meister et al., 1983, samt Rennenberg 1982). An example of a coding region that does not originate from plastids or mitochondria is the coding region of plant, animal or bacterial gshA and gshB gene or those of the glutathione reductase (gor) gene by which all its useful properties can be transferred when enclosed in plant plastids or mitochondria. gshA and gshB code for enzymes that can catalyze the synthesis of the tripeptide glutathione, which in turn ensures the conjugative detoxification of numerous herbicides (Meister et al., 1983, as well as Rennenberg 1982).

Et ytterligere eksempel på en kodende region som ikke stammer fra plastider eller mitokondrier er den kodende sekvens for et glutation-S-tranferase-gen fra planter, dyr, insekter eller bakterier. I mange planter [Shimabukuroy et al. A further example of a coding region that does not originate from plastids or mitochondria is the coding sequence for a glutathione S-transferase gene from plants, animals, insects or bacteria. In many plants [Shimabukuroy et al.

(1971)], som er kjent for å være tolerante overfor herbiside atrazin danner tilstedeværelsen av glutation-S-trans-ferase grunnlaget for denne tolerans. Glutation-S-transfer-ase detoksifiserer fytotoksinet ved at det katalyserer dan-nelsen av et atrazin-glutation-konjugat. En annen kodende region som er anvendbar for det kimære gen ifølge foreliggende oppfinnelse koder for -en effektiv form av Rubisco. Slike kodende sekvenser kan eventuelt stamme fra naturlig forekommende gen. (1971)], which are known to be tolerant to the herbicide atrazine, the presence of glutathione-S-transferase forms the basis for this tolerance. Glutathione-S-transferase detoxifies the phytotoxin by catalyzing the formation of an atrazine-glutathione conjugate. Another coding region useful for the chimeric gene of the present invention encodes an efficient form of Rubisco. Such coding sequences may possibly originate from naturally occurring genes.

Den kodende region ifølge foreliggende oppfinnelse kan eventuelt omfatte også to eller fler forskjellig kodende regioner. Polypeptider, som via slike kodende regioner blir spesifisert, betegner man som fusjons-polypeptider. The coding region according to the present invention may optionally also include two or more different coding regions. Polypeptides, which are specified via such coding regions, are termed fusion polypeptides.

Et eksempel på et fusjons-polypeptid fremstiller en effektiv form av Rubisco. Rubisco har to funksjoner for det første som karboksylase og for det andre som oksygenase. Karboksylase-funksjonen er virksom under fotosyntesen, oksygenase-funksjonen er derimot uønsket. Et brukbart fusjonspolypeptid har derimot en del hvor karboksylasefunk-sjonen er maksimal og en annen del hvor oksygenasefunksjon-en er minimal. An example of a fusion polypeptide produces an efficient form of Rubisco. Rubisco has two functions, firstly as a carboxylase and secondly as an oxygenase. The carboxylase function is active during photosynthesis, the oxygenase function, on the other hand, is undesirable. A usable fusion polypeptide, on the other hand, has a part where the carboxylase function is maximal and another part where the oxygenase function is minimal.

Den ikke-translaterte 3'-regionen av det kimære gen kan enten foreligge naturlig i et plastid- eller mitokondriegen eller den kan være av heterolog opprinnelse. Foretrukket er en ikke translatert 3'-region som stammer fra et plastid eller mitokondriegen. Den foretrukkede ikke-translaterte 3'-sekvens er tilsvarende psbA, psbD eller rbcL-genet. The 3' untranslated region of the chimeric gene can either be naturally present in a plastid or mitochondrial gene or it can be of heterologous origin. Preferred is an untranslated 3' region originating from a plastid or mitochondrial gene. The preferred 3' untranslated sequence corresponds to the psbA, psbD or rbcL gene.

De transkriberte regioner av genet ifølge foreliggende oppfinnelse kan spesifisere RNA-transkripter og er i enkelte tilfeller også anvendelige som sådann. The transcribed regions of the gene according to the present invention can specify RNA transcripts and are in some cases also applicable as such.

Ved disse transkripter kan det dreie seg om tRNA eller rRNA. Transkriptet kan også være et RNA som har en sekvens som minst er komplementær til en del av en sekvens av et annet RNA-transkript. Slike komplementære transkripter er kjent under betegnelsen anti-sens sekvenser, og kan dersom de er lange nok forstyrre funksjonen til RNA-sekvensene til hvilke de er komplementære eller de kan blokkere transkrip-sjonen av disse RNA av det tilsvarende gen, [Gjevnfør Pestka et al., (1984), Melton (1985), Izant et al., (1984), Simons et al. (1984) og Coleman (1984)]. These transcripts can be tRNA or rRNA. The transcript can also be an RNA that has a sequence that is at least complementary to part of a sequence of another RNA transcript. Such complementary transcripts are known under the term anti-sense sequences, and if they are long enough, they can disrupt the function of the RNA sequences to which they are complementary or they can block the transcription of these RNAs by the corresponding gene, [Compare Pestka et al ., (1984), Melton (1985), Izant et al., (1984), Simons et al. (1984) and Coleman (1984)].

Transkriberte regioner, som innenfor foreliggende oppfinnelse er anvendbare, kan eventuelt stamme fra naturlig transkriberte sekvenser eller de kan være fullstendige eller delvis fremstilt syntetisk. Antisens sekvenser kan likevel stamme fra minst en del av et naturlig forekommende gen idet man vender orienteringen til nevnte del av det naturlig forekommende gen i forhold til sin promotor. Transcribed regions, which are applicable within the present invention, may optionally originate from naturally transcribed sequences or they may be completely or partially produced synthetically. Antisense sequences can nevertheless originate from at least part of a naturally occurring gene, by reversing the orientation of said part of the naturally occurring gene in relation to its promoter.

Genene, som er regnet for anvendelse innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse, er innført eller innebygget i en plastidkloningsvektor på i og for seg kjent måte [Maniatis et al. , (1982) ]. The genes, which are intended for use within the scope of the present invention, are introduced or built into a plastid cloning vector in a manner known per se [Maniatis et al. , (1982) ].

For integrasjonen av fremmedgener i det genomet DNA fra plante-celler er det fordelaktig om genet er plakert av nøytrale DNA-sekvenser, såkalte Carrier-DNA. Carrier-DNA kan bestå av to linjære DNA-kjeder slik at den fullstendige konstruksjon som skal innesluttes i plantecellene fremstiller et linjært DNA-molekyl. Nevnte konstruksjon kan imidlertid for gentransformasjonen også oppvise en sirkulær struktur - plasmidstruktur. Carrier-DNA kan være såvel av syntetisk opprinnelse som å stamme fra naturlig forekommende DNA-sekvenser som kan behandles med egnede restrik-sjons endonukleaser. For dette er eksempelvis også naturlig forekommende plasmider som kan åpnes med en eller fler res-triksjons-endonukleaser egnet for anvendelse som Carrier-DNA. Som eksempel på et slikt plasmid er det lett tilgjeng-elige plasmid pUC8 [beskrevet av Messing et al., (1982)]. Fragmenter av naturlig forekommende plasmider kan også ifølge oppfinnelsen bli anvendt som Carrier-DNA. Den for transformasjonen egnede konstruksjon kan eventuelt inne-holde et Ti-plasmid eller et fra modifisert Ti-plasmid stammende DNA. Et plasmid blir bestraktet som modifisert Ti-plasmid når det minst har en T-DNA grenseregion. En T-DNA grenseregion er en DNA-sekevens innefor agrobakteri um genomet hvilket forårsaker kontakt mellom innføringen av en annen sekvens innenfor genomet (T-DNA) i plantecellene med det til agrobakteriumet. Ved DNA-grenseregionen kan det eksempelvis dreie seg om en sekvens av en vektor som for eksempel et Ti- eller Ri-plasmid eller et modifisert Ti-eller Ri-plasmid. Ved T-DNA kan det også dreie seg om en sekvens som ligger på samme vektor på grenseregionen eller også på en annen vektor. For the integration of foreign genes into the genome DNA from plant cells, it is advantageous if the gene is coated with neutral DNA sequences, so-called Carrier DNA. Carrier DNA can consist of two linear DNA chains so that the complete construct to be contained in the plant cells produces a linear DNA molecule. Said construction can, however, for the gene transformation also exhibit a circular structure - plasmid structure. Carrier DNA can be of synthetic origin as well as originating from naturally occurring DNA sequences that can be treated with suitable restriction endonucleases. For this, for example, naturally occurring plasmids that can be opened with one or more restriction endonucleases are also suitable for use as Carrier DNA. An example of such a plasmid is the readily available plasmid pUC8 [described by Messing et al., (1982)]. According to the invention, fragments of naturally occurring plasmids can also be used as Carrier DNA. The construction suitable for the transformation may optionally contain a Ti plasmid or DNA derived from a modified Ti plasmid. A plasmid is regarded as a modified Ti plasmid when it has at least one T-DNA border region. A T-DNA border region is a DNA sequence within the agrobacterium's genome which causes contact between the introduction of another sequence within the genome (T-DNA) in the plant cells with that of the agrobacterium. The DNA boundary region can, for example, be a sequence of a vector such as a Ti or Ri plasmid or a modified Ti or Ri plasmid. In the case of T-DNA, it can also be a sequence that is located on the same vector in the border region or on another vector.

Sannsynligheten for den genetiske transformasjon (transfor-mas jonsgraden ) av en plantecelle kanøkes ved forskjellige faktorer. Som er kjent fra eksperimenter med gjær øker således antallet lykkede stabile gen-transformasjoner: The probability of genetic transformation (the degree of transformation) of a plant cell can be increased by various factors. As is known from experiments with yeast, the number of successful stable gene transformations thus increases:

1) medøkningen av antall kopier av nye gener pr. celle,1) the increase in the number of copies of new genes per cell,

2) når replikasjonssignalet er kombinert med et nytt gen, og 3) når et integrasjonssignal er kombinert med et nytt gen hvorved det under integrasjonssignalet forstås et signal som krever integrasjonen av en DNA-kjede i en annen DNA-kjede. 2) when the replication signal is combined with a new gene, and 3) when an integration signal is combined with a new gene whereby the integration signal is understood as a signal that requires the integration of a DNA chain into another DNA chain.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen finner således en spesielt fordelaktig anvendelse når det overførte gen er koblet med et replikasjonssignal som er virksomt i planteceller eller med et integrasjonssignal som er virksomt i plante-celler eller med en kombinasjon av begge signaler. The method according to the invention thus finds a particularly advantageous application when the transferred gene is coupled with a replication signal which is active in plant cells or with an integration signal which is active in plant cells or with a combination of both signals.

Protoplaster, cellekultur-celler, celler i plantevev, pollen, pollenblærer, eggceller, embryonalsekker eller zygoter såvel som enbrymer i forskjellige utviklingsstadier er representative eksempler på planteceller som er egnet som utgangsmateriale for en transformasjon. Foretrukket er protoplaster i det disse direkte og uten videre forbehand-ling kan bli anvendt. Isolerte planteprotoplaster, celler eller vev kan ved hjelp av i og for seg kjente metoder eller ved hjelp av metoder, som er analoge til kjente metoder bli fremstilt. Protoplasts, cell culture cells, cells in plant tissue, pollen, pollen sacs, egg cells, embryo sacs or zygotes as well as enbryos in various stages of development are representative examples of plant cells that are suitable as starting material for a transformation. Protoplasts are preferred in that they can be used directly and without further pre-treatment. Isolated plant protoplasts, cells or tissues can be produced using methods known per se or using methods which are analogous to known methods.

Isolerte plante protoplaster, som egner som utgangsmateriale for fremstilling av isolerte celler og vev, lar seg også isolere fra alle deler av planten, f.eks. fra bladene, embryerne, stilkene, blomstene, røtter eller pollen. Foretrukket er protoplaster fra blader. Isolerte protoplaster kan imidlertid også erholdes fra cellekultur. Metoder for isolering av protoplaster er eksempelvis beskrevet i Gamberg et al. (1975). Isolated plant protoplasts, which are suitable as starting material for the production of isolated cells and tissues, can also be isolated from all parts of the plant, e.g. from the leaves, embryos, stems, flowers, roots or pollen. Protoplasts from leaves are preferred. However, isolated protoplasts can also be obtained from cell culture. Methods for isolating protoplasts are, for example, described in Gamberg et al. (1975).

Overføringen av de nye gen i plantecellene er direkte, dvs. uten tidligere infeksjon av cellene med et patogen som eksempelvis et plantepatogen bakterium, virus eller sopp og uten overføring av DNA via insekter eller sopp som er i posisjon til å infesere planter med DNA-overførende patogener. Denne direkte genoverføring oppnås ved at det geninneholdene DNA bringes i kontakt med planteprotoplastene og de deri inneholdte plastider og mitokondrier i et medium i et slikt tidsrom at innføringen av genet i protoplastene og i de deri værende plastider og mitokondrier oppnås. The transfer of the new genes in the plant cells is direct, i.e. without previous infection of the cells with a pathogen such as a plant pathogenic bacterium, virus or fungus and without the transfer of DNA via insects or fungi that are in a position to infect plants with DNA-transmitting pathogens. This direct gene transfer is achieved by bringing the gene-containing DNA into contact with the plant protoplasts and the plastids and mitochondria contained therein in a medium for such a period of time that the introduction of the gene into the protoplasts and into the plastids and mitochondria contained therein is achieved.

Transformasjonsfrekvensen kan derved økes ved at man kombi-nerer dette trinn med forskjellige gen-overførings teknikker. Eksempler på slike teknikker omfatter behandlingen med poly-L-ornitin eller poly-L-lysin, Liposomenfusjonen, DNA-protein-kompleksdannelse, endring av 1adningsforhold i protoplast membranen, fusjon med mikrobielle protoplaster eller kalsiumfosfat-utfellelse såvel som spesielt ved behandling med bestemte polyhydriske alkoholer, f.eks. polyetylenglykol, videre ved varmesjokkbehandling og elektroporasjon såvel som ved en kombinasjon av de tre sistnevnte teknikker. The transformation frequency can thereby be increased by combining this step with different gene transfer techniques. Examples of such techniques include the treatment with poly-L-ornithine or poly-L-lysine, Liposome fusion, DNA-protein complex formation, change of 1ading conditions in the protoplast membrane, fusion with microbial protoplasts or calcium phosphate precipitation, as well as especially by treatment with certain polyhydric alcohols, e.g. polyethylene glycol, further by heat shock treatment and electroporation as well as by a combination of the three latter techniques.

Som anvendbare medier ifølge oppfinnelsen kommer alle medier i betraktning som tillater penetrasjonen av det DNA som bærer genet i protoplaster såvel som i plastider eller As useful media according to the invention, all media that allow the penetration of the DNA carrying the gene into protoplasts as well as into plastids or

mitokondrier innenfor disse protoplaster.mitochondria within these protoplasts.

Egnede medier for felles inkubasjon av fremmedgenet med reseptor-protoplastene er fortrinnsvis osmotisk stabiliser-te kulturmedier som er utviklet for protoplast-kulturer. Suitable media for joint incubation of the foreign gene with the receptor protoplasts are preferably osmotically stabilized culture media developed for protoplast cultures.

Mange, senere erholdte kulurmedier er forskjellige ved enkelte komponenter eller grupper av komponenter. Sammen-setningen av alle disse medier er imidlertid i samsvar med prinsippet at de alle har en gruppe av organiske ioner en konsentrasjon på ca. 10 mg/liter til ca. 100 mg/liter (såkalte makroelementer så som nitrat, fosfat, sulfat, kalsium, magnesium, jern osv.), og en ytterligere gruppe organiske ioner med en maksimal konsentrasjon på noen mg/liter (såkalte sporelementer som kobolt, sink, kobber, mangan, osv.) et antall vitaminer (f.eks. inositol, folsyre, tiamin), en energi og karbonkilde, eksempelvis sucrose eller glucose og vekstregulatorer i form av naturlig eller syntetiske fytohormoner av auxin- og cytokinin-klassen i en konsentrasjon på 0,01 til 10 mg/liter. Many, later obtained carbon media differ in certain components or groups of components. The composition of all these media is, however, in accordance with the principle that they all have a group of organic ions, a concentration of approx. 10 mg/litre to approx. 100 mg/liter (so-called macroelements such as nitrate, phosphate, sulfate, calcium, magnesium, iron, etc.), and a further group of organic ions with a maximum concentration of a few mg/liter (so-called trace elements such as cobalt, zinc, copper, manganese , etc.) a number of vitamins (e.g. inositol, folic acid, thiamine), an energy and carbon source, for example sucrose or glucose and growth regulators in the form of natural or synthetic phytohormones of the auxin and cytokinin class in a concentration of 0, 01 to 10 mg/litre.

Disse kulturmedier er dessuten også osmotisk stabilisert ved tilsetning av sukkeralkholer (f.eks. mannitol), sukker (f.eks. glucose) eller salt-ioner (f.eks. CaCl^) såvel som at de er innstilt på en pH-verdi i området fra 5,6 til 6,5. These culture media are also osmotically stabilized by the addition of sugar alcohols (e.g. mannitol), sugar (e.g. glucose) or salt ions (e.g. CaCl^) as well as being adjusted to a pH value in the range from 5.6 to 6.5.

En mer utførlig beskrivelse av konvensjonelle kulturmedier finner man f.eks. hos Kobliz et al., (1974). A more detailed description of conventional cultural media can be found e.g. in Kobliz et al., (1974).

Et spesielt egnet medium for direkte transformasjon av protoplaster inneholder en flerverdig alkohol som er i posisjon til å forandre protoplastmembranen og som viser seg nyttig ved fremstilling av cellefusjonen. Den foretrukkede flerverdige alkohol er polyetylenglycol. Flerverdige alkoholer med lengre kjeder, eksempelvis polypropylenglycol (425 til 4000 g/mol), polyvinylalkohol eller flerverdige alkoholer hvis hydroksylgrupper er delvis eller fullstendig alkylert kan også anvendes. Polyhydroksylerte detergenter, som er vanlige ved landbruksanvendelse og som tolereres av planter fremstilles i alle tilfeller av egnede flerverdige alkoholer: slike detergenter er f.eks. beskrevet i følgende publikasjon: "Mc Cutcheons's Detergents and Emulsifisers Annual" A particularly suitable medium for the direct transformation of protoplasts contains a polyhydric alcohol which is in a position to alter the protoplast membrane and which proves useful in producing the cell fusion. The preferred polyhydric alcohol is polyethylene glycol. Polyhydric alcohols with longer chains, for example polypropylene glycol (425 to 4000 g/mol), polyvinyl alcohol or polyhydric alcohols whose hydroxyl groups are partially or completely alkylated can also be used. Polyhydroxylated detergents, which are common in agricultural use and which are tolerated by plants, are in all cases prepared from suitable polyhydric alcohols: such detergents are e.g. described in the following publication: "Mc Cutcheons's Detergents and Emulsifiers Annual"

MC Publishing Corp., Ridgewood, New Jersey, (1981); MC Publishing Corp., Ridgewood, New Jersey, (1981);

Stache, H., "Tensid-Taschenbuch",Stache, H., "Tensid-Taschenbuch",

Carl Hanser Verlag, Munchen/Wien, (1981).Carl Hanser Verlag, Munich/Vienna, (1981).

De til dette foretrukkede flerverdige alkoholer er poly-etylenglykoler med en molekylvekt mellom 1000 og 10000 g/mol, fortrinnsvis mellom 3000 og 8000 g/mol. The polyhydric alcohols preferred for this purpose are polyethylene glycols with a molecular weight between 1000 and 10000 g/mol, preferably between 3000 and 8000 g/mol.

Transformasjonsfrekvensen for den direkte genoverføring kan økes ved følgende i detalj beskrevende fremgangsmåte. The transformation frequency for the direct gene transfer can be increased by the following method described in detail.

Ved polyetylenglykol behandlingen blir deretter en proto-plastsuspensjon av kulturmediet tilsatt. DNA, som inneholder genet og som kan foreligge som linjært DNA eller i form av et sirkulært plasmid, blir til slutt tilsatt foreliggende blanding av polyetylenglykol og kul turmedium. Alterna-tivt til denne fremgangsmåte kan også først protoplastene såvel som det geninneholdene DNA foreligge i kulturmediet og så først kan polyetylenglykol blir tilført. During the polyethylene glycol treatment, a protoplastic suspension of the culture medium is then added. The DNA, which contains the gene and which can be present as linear DNA or in the form of a circular plasmid, is finally added to the present mixture of polyethylene glycol and culture medium. As an alternative to this method, the protoplasts as well as the gene-containing DNA can also be present in the culture medium and then polyethylene glycol can be added.

Innenfor foreliggende oppfinnelse viser elektroporasjon såvel som varmesjokkbehandling seg som spesielt fordelaktige fremgangsmåter. Within the scope of the present invention, electroporation as well as heat shock treatment prove to be particularly advantageous methods.

Neumann et al. (1982) omtaler at det elektorporasjon blir protoplastene etterfølgende overført i et osmotikum, f.eks. i en mannitol/magnesium-suspensjon og denne protoplastsus-pensjon blir til slutt brakt inn i et elektroporator-kammer mellom to elektroder. Ved utladning av en kondensator over suspensjonen blir protoplastene i et kort øyeblikk tilført en kort elektrisk impuls av høy spenning hvilket fører til en polarisasjon av protoplastmembranen og en åpning av por-ene i membranen. Neumann et al. (1982) mentions that with electroporation, the protoplasts are subsequently transferred into an osmotic medium, e.g. in a mannitol/magnesium suspension and this protoplast suspension is finally brought into an electroporator chamber between two electrodes. When discharging a capacitor above the suspension, the protoplasts are for a short moment supplied with a short electrical impulse of high voltage, which leads to a polarization of the protoplast membrane and an opening of the pores in the membrane.

Ved varmebehandlingen blir protoplastene suspendert i et osmotikum, f.eks. en løsning av mannitol/kalsiumklorid. Til slutt blir suspensjonen varmet opp i små beholdere, f.eks. i sentrifugerør fortrinnsvis på vannbad. Varigheten av opp-varmingen avhenger av tidligere valg temperatur. Vanligvis dreier det seg om temperaturer i området fra 40°C til 80°C og blir opprettholdt i en varighet på 1 sekund til en time. De beste'resultater oppnår man ved en temperatur i området fra 40°C til 50°C i 4 til 6 minutter, spesielt ved 45°C og 5 minutter. Suspensjonen blir til slutt av-kjølt til romtemperatur eller under. Det kan også bli vist at transformasjonsfrekvensen blir øket ved innaktivering av ekstracellulær nuklease. Innaktiveringen kan oppnås ved anvendelse av divalente kationer som tolereres av planter, så som eksempelvis magnesium eller kalsium. Innaktiveringen av mer effektiv når transformasjonen blir gjennomført ved høy pH-verdi hvorved det optimale pH-området ligger mellom 9 og 10,5. During the heat treatment, the protoplasts are suspended in an osmotic medium, e.g. a solution of mannitol/calcium chloride. Finally, the suspension is heated in small containers, e.g. in a centrifuge tube, preferably in a water bath. The duration of the heating depends on the previously selected temperature. Typically, these are temperatures in the range from 40°C to 80°C and are maintained for a duration of 1 second to an hour. The best results are obtained at a temperature in the range from 40°C to 50°C for 4 to 6 minutes, especially at 45°C and 5 minutes. The suspension is finally cooled to room temperature or below. It can also be shown that the transformation frequency is increased by inactivation of extracellular nuclease. The inactivation can be achieved by using divalent cations which are tolerated by plants, such as magnesium or calcium. The inactivation of more efficient when the transformation is carried out at a high pH value whereby the optimal pH range is between 9 and 10.5.

Overraskende fører den selektive benyttelse av disse forskjellige metoder til en betydeligøkning av transformasjonsfrekvensen, noe som lenger har vært et mål innenfor genetisk teknikk. Surprisingly, the selective use of these different methods leads to a significant increase in the transformation frequency, which has long been a goal within genetic engineering.

Jo mindre transformasjons-frekvensen er ved gen-transforma-sjonseksperimenter desto vanskeligere og mere tidskrevende er det å finne de små klonede celler som stammer fra de transformerte celler i forhold til det store antall av ikke-tranformerte kloner. Ved kun liten transformasjon-frekvens er det praktisk talt umulig å benytte konvensjonelle screening-metoder og således har det anvendte gen en selektiv markør (f.eks. resistens overfor en bestemt sub-stans). Små transformasjons-frekvenser krever således et meget omhyggelig arbeid og tid når man anvender gener uten markør-funksjonen. The lower the transformation frequency in gene transformation experiments, the more difficult and time-consuming it is to find the small cloned cells that originate from the transformed cells compared to the large number of non-transformed clones. With only a small transformation frequency, it is practically impossible to use conventional screening methods and thus the gene used has a selective marker (eg resistance to a specific substance). Small transformation frequencies thus require very careful work and time when using genes without the marker function.

Ved sammenbringelsen av fremmedgen og reseptor-protoplåster ved anvendelsen av andre foranstaltninger som f.eks. poly-etylenglykolbehandling, elektorporasjon og varmesjokkbehandling lar det seg i forbindelse med en fremgangsmåte gjennomføre ved et enkelt fremgangsmåtetrinn i en annen rekkefølge å oppnå en signifikant forbedring av tranforma-sjonsfrekvensen. When bringing together the foreign gene and receptor protoplasts when using other measures such as e.g. polyethylene glycol treatment, electroporation and heat shock treatment, it is possible in connection with a method to achieve a significant improvement in the transformation frequency by a single method step in a different order.

En kombinasjon av to eller tre av nedenforstående utvalgte teknikker har vist seg fordelaktige: polyetylenglykolbe-handling, varmesjokkbehandling og elektorporasjon hvorved det oppnås spesielt gode resultater når disse teknikker blir anvendt i en væske ved innbringelse av fremmedgenet og protoplastene. Den foretrukkede fremgangsmåte består i en varmesjokkbehandling før polyetylenglykol-behandling og en evetuelt etterfølgende elektroporasjon. Generelt fører den ekstra elektorporasjon til en ytterligere økning av tran-formasjonsfrekvensen og i mange tilfeller kan resultatene som oppnås ved varmesjokkbehandling og polyetylenglykol-behandling ikke bli vesentlig forbedret ved enda en ytterligere elektroporasjon. A combination of two or three of the techniques selected below has proven beneficial: polyethylene glycol treatment, heat shock treatment and electroporation, whereby particularly good results are achieved when these techniques are used in a liquid when introducing the foreign gene and the protoplasts. The preferred method consists of a heat shock treatment before polyethylene glycol treatment and possibly subsequent electroporation. In general, the additional electroporation leads to a further increase in the transformation frequency and in many cases the results obtained by heat shock treatment and polyethylene glycol treatment cannot be significantly improved by even an additional electroporation.

Man kan videre også tilsette divalente kationer som blir tolerert av planter og/eller kombinere en tranformasjon ved pH-verdi mellom pH 9 og 10,5 med de enkelte ovenfor beskrevne tiltak som forandrer transformasjonsfrekvensen, nemlig polyetylenglykol-behandling, varmesjokkbehandling og elektorporasjon. You can also add divalent cations that are tolerated by plants and/or combine a transformation at a pH value between pH 9 and 10.5 with the individual measures described above that change the transformation frequency, namely polyethylene glycol treatment, heat shock treatment and electroporation.

Fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen gjør det således mulig å oppnå høye transformasjonfrekvenser uten å måtte anvende patogener, som f.eks virus og agrobakterier eller naturlige eller modifiserte Ti-plasmider for transformasjonen. Method according to the invention thus makes it possible to achieve high transformation frequencies without having to use pathogens, such as viruses and agrobacteria or natural or modified Ti plasmids for the transformation.

En foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er eksempelvis særpreget ved at protoplastene blir overført i mannitol-løsning og til slutt at den således erholdte protoplast suspensjon blir blandet med en van dig DNA-løsning som inneholder genet. Protoplastene blir så inkubert i denne blanding i 5 minutter ved 45°C og derpå avkjølt i 10 sekunder til 0°C. Ved avslutning av inkuba-sjonen blir denne blanding tilsatt så meget polyetylenglykol (MG 3000 til 8000) at det oppnås en PEG-konsentrasjon på en til 25%, fortrinnsvis ca. 8%. Etter forsiktig og omhyggelig blanding følger behandlingen i elektroporatoren. Protoplastsuspensjonen blir derpå fortynnet med kulturmedium og kan til slutt oppbevares for regenerasjon av deres cellevegger i kulturmedium. A preferred embodiment of the method according to the invention is, for example, characterized by the fact that the protoplasts are transferred in mannitol solution and finally that the thus obtained protoplast suspension is mixed with an aqueous DNA solution containing the gene. The protoplasts are then incubated in this mixture for 5 minutes at 45°C and then cooled for 10 seconds to 0°C. At the end of the incubation, so much polyethylene glycol (MG 3000 to 8000) is added to this mixture that a PEG concentration of one to 25% is achieved, preferably approx. 8%. After careful and thorough mixing, treatment follows in the electroporator. The protoplast suspension is then diluted with culture medium and can finally be stored for regeneration of their cell walls in culture medium.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er egnet for transformasjon av alle planteceller, spesielt for celler av den sys-tematiske gruppe angiosperma og gymnosperma. The method according to the invention is suitable for the transformation of all plant cells, especially for cells of the systematic group angiosperm and gymnosperm.

Under gymnosperma er i første linje planter av klassen Coniferae av interesse. Under gymnosperma, in the first line, plants of the class Coniferae are of interest.

Under angiosperma er under løvtrær og busker plantene av følgende familier av spesielle interesser: Solanaceae, Cruciferae, Compositae, Liliaceae, Vitaceae, Chenopodiaceae, Rutaceae, Bromeliaceae, Rubiaceae, Theaceae, Musaceae eller Gramineae og innenfor ordningen Leguminosae familien av Papilionaceae. Under angiosperma are under deciduous trees and shrubs the plants of the following families of special interest: Solanaceae, Cruciferae, Compositae, Liliaceae, Vitaceae, Chenopodiaceae, Rutaceae, Bromeliaceae, Rubiaceae, Theaceae, Musaceae or Gramineae and within the order Leguminosae the family of Papilionaceae.

Spesielt foretrukket er medlemmer av familien Solanaceae, Cruciferae og Gramineae. Particularly preferred are members of the Solanaceae, Cruciferae and Gramineae families.

Av spesiell interesse er planter av familien Nicotiana, Petunia, Hyoscyamus, Brassica og Lolium, og f.eks. Nicotiana tabacum, Nicotiana plumbaginifoli a, Petunia hybrida, Hyoscymaus muticus, Brassica napus, Brassica rapa og Lolium mulitiflurum. Of particular interest are plants of the family Nicotiana, Petunia, Hyoscyamus, Brassica and Lolium, and e.g. Nicotiana tabacum, Nicotiana plumbaginifoli a, Petunia hybrida, Hyoscymaus muticus, Brassica napus, Brassica rapa and Lolium mulitiflurum.

Plastider og mitokondrier fra hver plante som er regenererbare fra protoplaster kan iallefall lett ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bli transformert. Opptil idag var det ikke mulig å manipulere plastider og mitokon drier fra medlemmer av familien Graminae (gress) og også plantearter, f.eks. mais, hvete, ris, bygg, havre, hirse, rug og mohrenhirse (Sorghum) genetisk. Foreliggende oppfinnelse tillater nå genetisk transformasjon av plastider og mitokondrier fra graminaceller og endelig kornceller under anvendelse av direkte gentransformasjon. På ligende måte er det mulig å gjennomføre transformasjonen av plastider og mitokondrier hos enhver egnet annen kulturplante som f.eks. planter fra familien Solanum, Nicotiana, Brassica, Beta, Pisum, Phaseolus, Glycine, Helianthus, Allium, Triticum, Hordeum, Avena, Setaria, Oryza, Cydonia, Pyrus, Malus, Rubus, Fragaria, Prunus, Arachis, Secale, Panicum Saccharum, Coffea, Camellia, Musa, Ananas, Vitis, Sorghum, Helianthus eller Citrus. Plastids and mitochondria from each plant which are regenerable from protoplasts can in any case be easily transformed using the method according to the invention. Until today, it was not possible to manipulate plastids and mitochondria from members of the family Graminae (grasses) and also plant species, e.g. maize, wheat, rice, barley, oats, millet, rye and millet (Sorghum) genetically. The present invention now allows the genetic transformation of plastids and mitochondria from graminae cells and finally grain cells using direct gene transformation. In a similar way, it is possible to carry out the transformation of plastids and mitochondria in any other suitable cultivated plant such as e.g. plants from the family Solanum, Nicotiana, Brassica, Beta, Pisum, Phaseolus, Glycine, Helianthus, Allium, Triticum, Hordeum, Avena, Setaria, Oryza, Cydonia, Pyrus, Malus, Rubus, Fragaria, Prunus, Arachis, Secale, Panicum Saccharum, Coffea, Camellia, Musa, Pineapple, Vitis, Sorghum, Helianthus or Citrus.

Innebyggingen av transformerte gen i plastider eller mitokondrier lar seg påvise ved hjelp av vanlige metoder f.eks. ved genetiske kryssningseksperiment eller med molekylær biologiske påvisningsforsøk, spesielt påvisningsforsøket etter Southern for plastid og mitokondrier DNA såvel som enzymaktivitet-forsøk. The incorporation of transformed genes into plastids or mitochondria can be detected using common methods, e.g. by genetic crossing experiment or with molecular biological detection tests, especially the detection test according to Southern for plastid and mitochondria DNA as well as enzyme activity tests.

Påvisningsfremgangsmåten ifølge Southern kan eksempelvis gjennomføres som følgende: DNA som er isolert fra plastider eller mitokondrier fra transformerte celler eller protoplaster blir etterbehandling med restriksjonsenzym underkastet elektroforese i 1% agarose-gel og derpå overført en til en nitrocellulose-membran [Southern et al., (1975)] og hybridisert med et in vitro merket DNA hvis eksistens skal fastslås. DNA kan in vitro merkes med spesifik aktivitet The detection method according to Southern can, for example, be carried out as follows: DNA that is isolated from plastids or mitochondria from transformed cells or protoplasts is post-treated with restriction enzymes, subjected to electrophoresis in a 1% agarose gel and then transferred to a nitrocellulose membrane [Southern et al., ( 1975)] and hybridized with an in vitro labeled DNA whose existence is to be determined. DNA can be labeled with specific activity in vitro

8 8 8 8

mellom 5 x 10 og 10 x 10 c.p.m./mikrogram ved hjelp av "nick translation" [Rigby et al., (1977)]. Filteret blir til slutt vasket tre ganger i en time med en vandig oppløs-ning av en 0,03 molar natriumsitratoppløsning og en 0,3 molar natriumkloridoppløsning ved en temperatur på 65°C. Det hybridiserte DNA blir påvist ved flere dagers auto-radiografi på en røntgenfilm. between 5 x 10 and 10 x 10 c.p.m./microgram by means of "nick translation" [Rigby et al., (1977)]. The filter is finally washed three times for one hour with an aqueous solution of a 0.03 molar sodium citrate solution and a 0.3 molar sodium chloride solution at a temperature of 65°C. The hybridized DNA is detected by several days of auto-radiography on an X-ray film.

Cellene, som er transformert med detønskede gen, blir isolert ved hjelp av i og for seg kjente metoder. Disse metod-ene beholder seleksjonen og screening. Seleksjonen av nukleære gen er beskrevet av Fraley et al., (1983), Herrera-Estrella et al., (1983), og Bevan et al., (1983). En screening kan ifølge £galaktosidase [Helmer et al., The cells, which have been transformed with the desired gene, are isolated using methods known per se. These methods retain the selection and screening. The selection of nuclear genes is described by Fraley et al., (1983), Herrera-Estrella et al., (1983), and Bevan et al., (1983). A screening can according to £galactosidase [Helmer et al.,

(1984)], Nopalin-syntase eller Octopin-syntase [Wostmeyer et al., (1984), DeGreve et al., (1982)] eller atrazin-resistens. (1984)], Nopalin synthase or Octopin synthase [Wostmeyer et al., (1984), DeGreve et al., (1982)] or atrazine resistance.

Før foreliggende oppfinnelse viste man ikke at plastidet eller mitokondriene kunne bli transformert ved direkte gen-overføring. Følgelig var det tidligere ikke mulig å innføre brukbare gen i form av isolert DNA funksjonsmessig i disse organeller. Gen blir betraktet som funksjonsdyktige i genomet av plastider eller mitokondrier når de er innebygget for replikasjon og ekspressjon. Plasmider og mitokondrier av enhver plante som er regenererbare fra protoplaster kan likevel følgelig ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir transformert. Opptil idag var det tidligere ikke mulig å manipulere plastider og mitokondrier fra medlemmer hos familien Gramina (gress) og heller ikke kornart-er, f.eks. mais, hvete, ris, bygg, havre, hirse, rug og morenhirse. Foreliggende oppfinnelse tillater nå genetisk transformasjon av plastider og mitokondrier fra graminaceller og til slutt nevnte kornceller under anvendelse av direkte gentransformasjon. På lignende måte er det mulig er det mulig å gjennomføre transformasjon av plastider og mitokondrier fra andre tilsvarende kulturplanter som f.eks. planter fra familienSolanum, Nicotiana, Brassica, Beta, Pisum, Phaseolus, Glycine, Helianthus, Allium, Triticum, Hordeum, Avena, Setaria, Oryza, Cydonia, Pyrus, Malus, Rubus, Fragaria, Prunus, Arachis, Secale, Panicum, Saccharum, Coffea, Camellia, Musa, Ananas, Vitis, Sorghum, Helianthus eller Citrus. Before the present invention, it was not shown that the plastid or the mitochondria could be transformed by direct gene transfer. Consequently, it was previously not possible to functionally introduce usable genes in the form of isolated DNA into these organelles. Genes are considered functional in the genome of plastids or mitochondria when they are incorporated for replication and expression. Plasmids and mitochondria of any plant that are regenerable from protoplasts can nevertheless be transformed by means of the method according to the invention. Until today, it was previously not possible to manipulate plastids and mitochondria from members of the family Gramina (grasses) nor cereals, e.g. maize, wheat, rice, barley, oats, millet, rye and millet. The present invention now allows the genetic transformation of plastids and mitochondria from graminae cells and finally said grain cells using direct gene transformation. In a similar way, it is possible, it is possible to carry out transformation of plastids and mitochondria from other similar cultivated plants such as e.g. plants from the family Solanum, Nicotiana, Brassica, Beta, Pisum, Phaseolus, Glycine, Helianthus, Allium, Triticum, Hordeum, Avena, Setaria, Oryza, Cydonia, Pyrus, Malus, Rubus, Fragaria, Prunus, Arachis, Secale, Panicum, Saccharum, Coffea, Camellia, Musa, Pineapple, Vitis, Sorghum, Helianthus or Citrus.

Inneslutningen av transformerte gen i plastider eller mitokondrier lar seg påvise ved hjelp av kjente metoder, f.eks. ved genetisk kryssningseksperiment eller med molekylær biologiske påvisningsforsøk, spesielt påvisningsforsøkene ifølge Southern for plastid og mitokondrier DNA såvel som enzymaktivitets forsøk. The inclusion of transformed genes in plastids or mitochondria can be detected using known methods, e.g. by genetic crossing experiment or with molecular biological detection tests, especially the detection tests according to Southern for plastid and mitochondria DNA as well as enzyme activity tests.

En fordel ved innføring av gener i plastider eller mitokondrier ved direkte genoverføring ligger i muligheten til en samtidig inaktivering av uønskede gen som lett er tilstede i plastid eller mitokondriegenomet. Dette er således mulig fordi innesluttelsen av fremmede gen i plastid eller mitokondriegenomet ved anvendelse av direkte genoverføring ikke nødvendigvis forløper over en homolog rekombinasjon. Således blir eksempelvis et donor-DNA-molkyl som har en atrazin-resistent form av psbA ikke nødvendigvis integrert på det sted hvor det tilsvarende atrazin-sensitive gen befinner seg. Idet på den annen side plastid og mitokondriegenomet imidlertid er relativt lite er det således mulig å velge ut de transformerte plantecellene og således finne hos disse det donor-DNA som tilfeldigvis blir innebygd i en eller annen ønsket funksjon av mottakergenomet. Den direkte genoverføring i plastid og 'mitokondriegenomet åpnes således også en måte for inaktivering av gener som tidligere ikke var gjennomførbar. Ved hjelp av en tilsvarende screening er det således eksempelvis mulig å finne transformerte plante-celler hvori det atrazinsensitive psbA-gen er inaktivert av et donor-DNA som har et atrazin-resistens gen. An advantage of introducing genes into plastids or mitochondria by direct gene transfer lies in the possibility of simultaneous inactivation of unwanted genes that are easily present in the plastid or mitochondrial genome. This is thus possible because the inclusion of foreign genes in the plastid or the mitochondrial genome when using direct gene transfer does not necessarily proceed via a homologous recombination. Thus, for example, a donor DNA molecule that has an atrazine-resistant form of psbA is not necessarily integrated at the place where the corresponding atrazine-sensitive gene is located. Since, on the other hand, the plastid and the mitochondrial genome are relatively small, it is thus possible to select the transformed plant cells and thus find in these the donor DNA which happens to be embedded in some desired function of the recipient genome. The direct gene transfer in the plastid and the mitochondrial genome thus also opens up a way of inactivating genes that was previously not feasible. By means of a corresponding screening, it is thus possible, for example, to find transformed plant cells in which the atrazine-sensitive psbA gene has been inactivated by a donor DNA that has an atrazine-resistance gene.

En ytterligere fordel av direkte genoverføring i genomet fra plastider og mitokondrier ligger i at dette genom i motsetning til nukleære genom blir arvet maternalt gjennom cytoplasma og således vanligvis ikke blir overført gjennom pollen på seksuell måte. Derved blir muligheten for over-føring av gener som formidlerønskelige egenskaper til kulturplanter sterkt nedsatt fra kulturplanter til ugress. A further advantage of direct gene transfer in the genome from plastids and mitochondria lies in the fact that, in contrast to nuclear genomes, this genome is inherited maternally through the cytoplasm and is thus usually not transmitted through pollen in a sexual way. Thereby, the possibility of transferring genes that convey desirable properties to cultivated plants is greatly reduced from cultivated plants to weeds.

Planteceller i cellekulturer som blir transformert ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan eventuelt blir anvendt for produksjon av polypeptider som kodes for av det innesluttede gen. Slike synteseprodukter omfatter eksempelvis 32 kd polypeptidet som er uttrykt fra psbA og videre kloramfenikol-acetyltransferase, glutation-S-trans-ferase og den store subenhet av Rubisco. Plant cells in cell cultures which are transformed using the method according to the invention can optionally be used for the production of polypeptides which are coded for by the contained gene. Such synthetic products include, for example, the 32 kd polypeptide expressed from psbA and further chloramphenicol acetyltransferase, glutathione S-transferase and the large subunit of Rubisco.

Plantecellene, som inneholder de innesluttede gener, kan i mange tilfeller også bli regenerert til til multicellulære planter som utvikler genet og således har denønskede nye egenskap. Enhver passende plante som er regenererbar fra planteceller og som i sin tur er avledet fra protoplaster kan bli fremstilt ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. The plant cells, which contain the enclosed genes, can in many cases also be regenerated into multicellular plants that develop the gene and thus have the desired new properties. Any suitable plant which is regenerable from plant cells and which in turn is derived from protoplasts can be produced by the method of the invention.

Eksempler på tilsvarende hele planter er: Solanum spp. Examples of corresponding whole plants are: Solanum spp.

(potet), Petunia spp. (petunia), Daucus spp. (gulrot), Lycopersicon spp. (tomat), Brassica spp. (nepe, kål, blomkål, osv.), Medicago spp. (alfalfa), Trifolium spp. (potato), Petunia spp. (petunia), Daucus spp. (carrot), Lycopersicon spp. (tomato), Brassica spp. (turnip, cabbage, cauliflower, etc.), Medicago spp. (alfalfa), Trifolium spp.

(kløver), Zitruns, Atropa, Hyosxyamus, Salpiglossis, Arabidopsis, Digitalis, Cichorium, Gossipium, Glycine, Geranium, Anthirrhinum og Aspargus. Plantene blir regenerert på i og for seg kjente metoder, se Evans og Bravo, (clover), Zitruns, Atropa, Hyosxyamus, Salpiglossis, Arabidopsis, Digitalis, Cichorium, Gossipium, Glycine, Geranium, Anthirrhinum and Aspargus. The plants are regenerated using methods known per se, see Evans and Bravo,

(1983), Dale (1983); og planter kan eksempelvis blir regenerert fra enhver egnet avlegger som celler, kalli, vev, organer, knopper, stiklinger, skudd, røtter, småplanter, somatiske embryner og andre. (1983), Dale (1983); and plants can, for example, be regenerated from any suitable offshoot such as cells, calli, tissues, organs, buds, cuttings, shoots, roots, seedlings, somatic embryos and others.

Foreliggende oppfinnelse angår videre protoplaster, plante-celler, celleagregater, planter og spesielt kornene fra planter som har blitt fremstilt ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og i tillegg så lenge som de dannede frø inneholder de innebyggede gen og derved de fra dette resulterendeønskede egenskaper. Den omfatter også alle etterkommende planter som har blitt fremstilt ved hjelp av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen såvel seksuelt som vege-tativt avkom. The present invention further relates to protoplasts, plant cells, cell aggregates, plants and especially the grains from plants which have been produced using the method according to the invention and in addition as long as the formed seeds contain the built-in genes and thereby the resulting desired properties. It also includes all subsequent plants that have been produced using the method according to the invention, both sexually and vegetatively.

Seksuelt avkom kan erholdes ved selv- eller fremmedbestøv-ning hvorved avkom innehar også alle kryssnings- og fusjonsprodukter som definert i foregående avsnitt og transformert plantemateriale såfremt dette avkom oppviser den via transformasjon innførte egenskap. Frø og avkom med herbisid-resistens eller tolerante foreldre som har en ustabil herbisid-resistens eller tolerans kan opprettholde sin herbisid-resistens eller tolerans så lengde de vokser ved nærvær av herbiside. Foretrukket herbisid er atrazin. Foreliggende oppfinnelse tillater således fremstilling av genetisk manipulerte planter som er i posisjon til å over-leve en behandling med herbisider som f.eks. med atrazin i konsentrasjoner som er dødelige for sensitive planter. Sexual offspring can be obtained by self- or cross-pollination whereby the offspring also contain all crossing and fusion products as defined in the previous section and transformed plant material provided that this offspring exhibits the characteristic introduced via transformation. Seeds and progeny with herbicide resistance or tolerant parents that have unstable herbicide resistance or tolerance can maintain their herbicide resistance or tolerance as long as they grow in the presence of herbicide. Preferred herbicide is atrazine. The present invention thus allows the production of genetically manipulated plants which are in a position to survive a treatment with herbicides such as e.g. with atrazine in concentrations lethal to sensitive plants.

EKSEMPLER:EXAMPLES:

Enkelte fremgangsmåtetiltak av de følgende eksempler kan i allmenn form leses fra Maniatis et al., (1983). Enzymene kan skaffes fra New England Biolabs og er med unntak av de i teksten spesielle fravikelser anvendt ifølge fremstillers retningslinjer. Certain procedural measures of the following examples can be read in general form from Maniatis et al., (1983). The enzymes can be obtained from New England Biolabs and, with the exception of the special deviations in the text, are used according to the manufacturer's guidelines.

Eksempel 1: Konstruksjon av pCAT^ ( se fig. 1)Example 1: Construction of pCAT^ (see Fig. 1)

1) Vektor plasmidet pMON 187 osm har et Km<r>gen av Tn 903 blir spaltet med Hindlll og BamHI. 2) Et promotor-fritt CAT gen blir isolert som gelrent Hindlll/BamHI fragment av plasmidet pSOV [Gorman et al., 1) The vector plasmid pMON 187 osm has a Km<r>gene of Tn 903 is cleaved with HindIII and BamHI. 2) A promoter-free CAT gene is isolated as a gel-purified HindIII/BamHI fragment of the plasmid pSOV [Gorman et al.,

(1982) ] . 3) Sammenføyningen av fragmentene fra trinn 2) med fragmentet fra trinn 1) gir et plasmid som blir transformert i E. coli HB101. Utvelgelsen følger på o Ap IT . En Km<S>koloni har plasmidet med den i fig. 1 angitte struktur for pCAT°. (1982)]. 3) The joining of the fragments from step 2) with the fragment from step 1) gives a plasmid which is transformed into E. coli HB101. The selection follows o Ap IT. A Km<S> colony has the plasmid with the one in fig. 1 indicated structure for pCAT°.

Eksempel 2: Alternativ konstruksjon av pCAT°Example 2: Alternative construction of pCAT°

Eksempel 2 kan gjentas med et annet plasmid enn pMON 187. Example 2 can be repeated with a different plasmid than pMON 187.

Et egnet plasmid som har Km<r>genet av Tn 903 kan bli konstruert på følgende måte: A suitable plasmid having the Km<r>gene of Tn 903 can be constructed as follows:

Et 1,2 kb Avall fragment, hvilket inneholder Km -genetA 1.2 kb Avall fragment, which contains the Km gene

fra Tn 903, blir isolert fra plasmidet pA02 [Oca et al. from Tn 903, is isolated from the plasmid pA02 [Oca et al.

(1982)]. Endene fra Avall fragmentene blir ved hjelp av Klenow-polymerase fylt ut og blir spleiset sammen med BamHI linker med den glatte ende av fragmentet. DNA blir til slutt behandlet med restriksjonsenzymene Taql og BamHI og skutt inn i plasmidet pBR327 hvilket tidligere ble behandlet med Clal og BamHI. Det rekombinante materialet som (1982)]. The ends from the Avall fragments are filled in with the help of Klenow polymerase and are spliced together with BamHI linker with the smooth end of the fragment. The DNA is finally treated with the restriction enzymes TaqI and BamHI and inserted into the plasmid pBR327, which was previously treated with ClaI and BamHI. The recombinant material which

TCTC

inneholder Tn903 fragmentet overfører Km til E.coli. containing the Tn903 fragment transfers Km to E.coli.

Eksempel 3: Konstruksjon av p32CAT ( se fig. 1)Example 3: Construction of p32CAT (see Fig. 1)

De følgende arbeidstrinn er gjennomført for å spleise psbA promotoren med det promotorfrie CAT^ gen. The following work steps are carried out to splice the psbA promoter with the promoter-free CAT^ gene.

4) pCAT° blir fordøyet med Smal og Hindlll.4) pCAT° is digested with Smal and HindIII.

5) Et gel-rent 161 bp Smal/Hindlll fragment som inneholder psbA promotoren blir isolert fra plasmid pAH484. Det rekombinante plasmid pAH484 inneholder det 3.68 kb EcoRI fragment av kloroplast DNA av (atrazin-) herbisid-resistente Amaranthus hydrider som var klonet i pBR322. 5) A gel-purified 161 bp Smal/HindIII fragment containing the psbA promoter is isolated from plasmid pAH484. The recombinant plasmid pAH484 contains the 3.68 kb EcoRI fragment of chloroplast DNA of (atrazine-) herbicide-resistant Amaranthus hydrids that was cloned into pBR322.

[Hirschberg og Mclntosch, (1983)].[Hirschberg and Mclntosch, (1983)].

6) Det i trinn 5 isolerte fragment blir bundet med det store fragment som det fremgår av trinn 4. Sammenkob- 6) The fragment isolated in step 5 is linked with the large fragment that appears in step 4.

la let

lingen fører til p32CAT, som overfører Cm til transformerte E.coli celler. ling leads to p32CAT, which transfers Cm to transformed E.coli cells.

Eksempel 4: Konstruksjon av plasmid pUCHl, en vektor med et psbA gen og en kimær psbA/ CAT gen- konstruksjon ( se fig. 2). Example 4: Construction of plasmid pUCH1, a vector with a psbA gene and a chimeric psbA/CAT gene construct (see fig. 2).

Plasmidet pUCHl blir konstruert i 5 trinn i pUC8-vektoren. The plasmid pUCH1 is constructed in 5 steps in the pUC8 vector.

(Trinn 7 til 11):(Steps 7 to 11):

7) (Fig. 1) Et 3,6 kb EcoRI fragment (gel-renset) hvilket inneholder det fullstendige psbA gen blir isolert fra det ovenfor beskrevne plasmid pAH484. 8) pUC8 (fig. 2) blir linjeerisert ved sitt eneste EcoRI-sete. 9) Det linjeeriserte pUC8 fragment fra trinn 8) blir for-bundet med det fra trinn 7) beskrevne fragment. Transformasjonen av E.coli gi Ap r-kolonier som har det ønskede innebyggede fragment hvorved en av disse koloni-ene blir angitt med pUC8-32. 10) Et gel-rent 1,8 kb XhoI/BamHI fragment ble isolert fra p32CAT. 11) Det fra trinn 9) resulterende plasmid, pUC8-32 ble delvis fordøyet med Sali og fullstendig med BamHI. Spleisingen med det fra trinn 10) resulterende fragment og seleksjon for Cm av etterfølgende transformasjon av E.coli fører til en E.coli koloni som inneholder pUCHl. 7) (Fig. 1) A 3.6 kb EcoRI fragment (gel-purified) containing the complete psbA gene is isolated from the above-described plasmid pAH484. 8) pUC8 (Fig. 2) is linearized at its only EcoRI site. 9) The linearized pUC8 fragment from step 8) is joined with the fragment described from step 7). The transformation of E.coli gives Ap r colonies that have the desired incorporated fragment whereby one of these colonies is designated pUC8-32. 10) A gel-purified 1.8 kb XhoI/BamHI fragment was isolated from p32CAT. 11) The resulting plasmid from step 9), pUC8-32, was partially digested with SalI and completely with BamHI. The splicing with the fragment resulting from step 10) and selection for Cm of subsequent transformation of E.coli leads to an E.coli colony containing pUCH1.

Eksempel 5 Konstruksjon av pBRCAT som inneholder et Example 5 Construction of pBRCAT containing a

kimært psbA/ CAT gen.chimeric psbA/ CAT gene.

Konstruksjonen av pBRCAT blir oppnådd ved spleising av følgende tre DNA-fragmenter. a) EcoRI/Hindlll (promotor) fragmentet (ca. 660 bp) fra psbA genene i plasmid pAH484 (trinn 12); b) Hindlll/BamHI fragmentet av pSVO med et promotorfritt CAT gen (trinn 2); og c) det ved EcoRI/BamHI fordøyede pBR322 som vektor (trinn 13 ) . The construction of pBRCAT is achieved by splicing the following three DNA fragments. a) the EcoRI/HindIII (promoter) fragment (approx. 660 bp) from the psbA genes in plasmid pAH484 (step 12); b) the HindIII/BamHI fragment of pSVO with a promoterless CAT gene (step 2); and c) the EcoRI/BamHI digested pBR322 as vector (step 13).

14) Spleisingen fører til et plasmid pBRCAT som overfører 14) The splicing leads to a plasmid pBRCAT which transfers

Cm r til E.coli vertsceller hvori dette plasmid blir innesluttet ved transformasjon. Cm r to E.coli host cells in which this plasmid is contained upon transformation.

Eksempel 6: Inneslutning av donor- DNA i planteprotoplaster Example 6: Containment of donor DNA in plant protoplasts

Tobakk-protoplaster med en populasjonkonsentrasjon på 2x10 pr. ml ble suspendert i 1 ml av et K^-medium [se Z.Pflanzenphysiologie 78, 453-455 (1976), Mutation Research 81, 165-175 (1981)] som inneholdt 0,1 mg/liter 2,4 diklorfenoksyeddiksyre, 1,0 mg/liter 1-naftyleddiksyre og 0,2 mg/ liter 6-benzylaminopurin. Protoplastene ble erholdt fra en enzymsuspensjon gjennom flotasjon i 0,6 M sucorose med en pH på 5,8 og deretter sedimentasjon i 5 minutter ved 100 g i 0,17 M kalsiumklorid ved pH 5,8. Til denne suspensjonen ble etter hverandre 0,5 ml 40% polyetylenglycol (PEG) med en molekylvekt på 6000 i modifisert (etter autoklavering i en innstilt pH-verdi på 5,8) F-medium [Nature 296, 72-74, Tobacco protoplasts with a population concentration of 2x10 per ml was suspended in 1 ml of a K^ medium [see Z.Pflanzenphysiologie 78, 453-455 (1976), Mutation Research 81, 165-175 (1981)] containing 0.1 mg/liter 2,4 dichlorophenoxyacetic acid, 1.0 mg/liter 1-naphthylacetic acid and 0.2 mg/liter 6-benzylaminopurine. The protoplasts were obtained from an enzyme suspension by flotation in 0.6 M sucrose at a pH of 5.8 and then sedimentation for 5 minutes at 100 g in 0.17 M calcium chloride at pH 5.8. To this suspension, 0.5 ml of 40% polyethylene glycol (PEG) with a molecular weight of 6000 in modified (after autoclaving in an adjusted pH value of 5.8) F medium [Nature 296, 72-74,

(1982)], og også tilsatt 65 (aml av en vandig løsning med 15 |umg donor-DNA (p32CAT, pUCHl eller pBRCAT) og 50 umg kalve-timers DNA. Denne blanding ble dyrket i 30 minutter ved 26°C hvorved løsningen forsiktig ble omrørt og til slutt trinnvis fortynnet med F-medium. Protoplastene ble isolert ved sentrifugering (5 minutter ved 100 g) og til slutt resuspendert i 30 ml ferskt K^-medium. Videre inkubasjon fulgte ved 24°C i mørke i 10 ml porsjoner i Petri-skåler med et tverrsnitt på 10 cm. (1982)], and also added 65 µl of an aqueous solution containing 15 µg of donor DNA (p32CAT, pUCH1 or pBRCAT) and 50 µg of calf hour DNA. This mixture was cultured for 30 min at 26°C whereby the solution was gently stirred and finally diluted stepwise with F medium. The protoplasts were isolated by centrifugation (5 minutes at 100 g) and finally resuspended in 30 ml of fresh K^ medium. Further incubation followed at 24°C in the dark for 10 ml portions in Petri dishes with a cross section of 10 cm.

Etter tre dager ble kulturmediet fortynnet i hver Petriskål med 0,3 volumenheter av ferskt K^-medium og i ytterligere 4 dager inkubert ved 24°C og 3000 lux. Etter tilsammen 7 dager ble klonene som hadde utviklet seg til protoplaster innesluttet i et med 1% agarose fastkulturmed-ium som inneholdt 10 mg/liter kloramfenikol og dyrket ved 34°C i mørket ifølge "bead type culture method" [Plant Cell Reports, 2, 244-247 (1983)]. Kulturmediet ble alle 5 dager på tilsvarende måte erstattet av et ferskt medium. Etter 3 til 4 uker med uavbrutt dyrking i kloramfenikol inneholdene kulturmedium ble de resistente planter på 2-3 mm i tverrsnitt overført til et med agar fastgjort LS kultur-medium [Physiol. Plant. 18, 100-127 (1965)] som inneholdt 0,05 mg/liter 2,4-diklorfenoksyeddiksyre, 2 mg/liter 1-naftyleddiksyre, 0,1 mg/liter 6-benzylaminopurin, 0,1 mg/ liter kinetin og 10 mg/liter klormafenikol. Kloramfenikol resistente Nicotiana tobakk Petit Havana SRI planter ble erholdt ved spireinduksjon på LS-medium med 10 ml/liter kloramfenikol og 0,2 mg/liter 6-benzylaminopurin og til slutt rotinduksjon på T-medium [Science 163, 85-87, (1969)] After three days, the culture medium was diluted in each Petri dish with 0.3 volume units of fresh K^ medium and incubated for a further 4 days at 24°C and 3000 lux. After a total of 7 days, the clones that had developed into protoplasts were enclosed in a 1% agarose solid culture medium containing 10 mg/liter chloramphenicol and cultivated at 34°C in the dark according to the "bead type culture method" [Plant Cell Reports, 2 , 244-247 (1983)]. The culture medium was replaced by a fresh medium every 5 days in the same way. After 3 to 4 weeks of uninterrupted cultivation in chloramphenicol-containing culture medium, the resistant plants of 2-3 mm in cross-section were transferred to an agar-fixed LS culture medium [Physiol. Plant. 18, 100-127 (1965)] which contained 0.05 mg/liter 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, 2 mg/liter 1-naphthylacetic acid, 0.1 mg/liter 6-benzylaminopurine, 0.1 mg/liter kinetin and 10 mg/litre chlormaphenicol. Chloramphenicol resistant Nicotiana tobacco Petit Havana SRI plants were obtained by shoot induction on LS medium with 10 ml/liter chloramphenicol and 0.2 mg/liter 6-benzylaminopurine and finally root induction on T medium [Science 163, 85-87, (1969 )]

Utvelgelsen av kloramfenikol resistente skudd og planter fulgte i det vesentlige ifølge den av De Block et al., The selection of chloramphenicol resistant shoots and plants essentially followed that of De Block et al.,

(1984) angitte fremgangsmåte. (1984) stated procedure.

Eksempel 7: Screening av atrazin- resistente kloroplast-transformanter Example 7: Screening of atrazine-resistant chloroplast transformants

a) spirera) sprouts

En atrazin toksisitet-kurve ble fremstilt for ikke-transformerte spirer i et konsentrasjonsområde på 1 til 10 (ummol atrazin og forskjellig lysintensitet. Tilsvarende ble fra kloroplast-transformanter stammende spirer og kontrollspir-er sådd ut på næringsagar-plater med atrazinkonsentrasjonen og lysintensitet som fullstendig bleket ut klorofyllet fra kontrollvevet. Motstandsdyktigheten overfor atrazin ble visuelt prøvet ut fra den erholdte grønnfarging av det resistente vev. An atrazine toxicity curve was prepared for non-transformed sprouts in a concentration range of 1 to 10 (ummol atrazine and different light intensities. Similarly, sprouts derived from chloroplast transformants and control sprouts were sown on nutrient agar plates with the atrazine concentration and light intensity as complete bleached out the chlorophyll from the control tissue Resistance to atrazine was visually tested based on the green coloration of the resistant tissue obtained.

b) Hele planterb) Whole plants

Planter, som ble erholdt fra kloroplast-transformanter, ble Plants, which were obtained from chloroplast transformants, were

etter følgende metode undersøkt for atrazin-resistens: Klorofyll-fluoressens-induksjon i blader. Ble elektrontran-sporten ved det reduserende sete av fotosystem II hemmet, som eksempelvis ved atrazin, så blir strålingsenergien ab-sorbert av klorofyll reemitert som fluoressens. Denne fluor by the following method examined for atrazine resistance: Chlorophyll fluorescence induction in leaves. If the electron transport at the reducing site of photosystem II is inhibited, as for example with atrazine, then the radiation energy absorbed by chlorophyll is re-emitted as fluorescence. This fluoride

essens kan bli målt på bladoverflaten. Fluoressens-målingen ble foretatt på små blad som var spent horisontalt over et gjennomsiktig Lucite-vindu som beskrevet i Nalkin et al., essence can be measured on the leaf surface. The fluorescence measurement was carried out on small leaves that were stretched horizontally over a transparent Lucite window as described in Nalkin et al.,

(1981). [Lucite står for polymerisert harpiks av metylmet-akrylat.] Det eksiterende lys stammer fra en projektor drevet av likestrøm som ved passasje gjennom et filter resulterer i bånd av aktinisk lys på 500 til 600 nm med inten-sitet ca. 10 nE x cm s . Varigheten av det eksiterende lys er ca. 3 ms. Det eksiterende lys er rettet vinkel-rett på bladoverflaten og fluoressensen fra denne overflate blir ved hjelp av et fleksibelt lysføringssystem samlet og derpå etter passasje av et Cut-off filter (660 nm) overført til en rødømtfintlig fotomultiplikator. Fluoressensgjennom-gangen ble nedtegnet på et Oszilloskop og direkte avfilmet. (1981). [Lucite stands for polymerized resin of methyl methacrylate.] The exciting light originates from a projector powered by direct current which, when passed through a filter, results in bands of actinic light of 500 to 600 nm with an intensity of approx. 10 nE x cm s . The duration of the exciting light is approx. 3 ms. The exciting light is directed at right angles to the leaf surface and the fluorescence from this surface is collected by means of a flexible light guide system and then, after passing through a cut-off filter (660 nm), transferred to a red-sensitive photomultiplier. The fluorescence passage was recorded on an oscilloscope and filmed directly.

c) Lysmodulert flotasjonc) Light modulated flotation

Lar man utskårede bladstykker flyte på en fosfat-buffer Excised leaf pieces are allowed to float on a phosphate buffer

holdig detergent forblir dette på overflaten så lenge fotosyntesen pågår idet denne sørger for et høyt O^/ CO^ forhold i intercellulærrommene. containing detergent, this remains on the surface as long as photosynthesis continues, as this ensures a high O^/CO^ ratio in the intercellular spaces.

Lar man bladbitene derimot flyte i mørket eller tilfører man mediet fotosyntesehemmende herbisider så taper de meget raskt sin oppdrift og synker ned. En Assay-metode for atrazin-resistens er beskrevet av Hensley (1981). Bladstykker blir tilsatt i små rør med atrazin-inneholdene løsning og satt under våkum. Bladstykkene blir raskt gjennomtrukket av løsningen og synker til bunnen av løsningen. Vakumet blir til slutt fjernet og en bikarbonat-løsning blir tilsatt og rørene satt i lys. Blir fotosyntesen ikke hemmet av atrazin så fremstiller fotosyntesen i en flytedyktighet ved fremstilt oksygen innenfor vevet og bladstykkene flyter mot overflaten. Atrazin-sensitive stykker forblir derimot på bunnen. If, on the other hand, the leaf pieces are allowed to float in the dark or if photosynthesis-inhibiting herbicides are added to the medium, they very quickly lose their buoyancy and sink. An assay method for atrazine resistance is described by Hensley (1981). Leaf pieces are added to small tubes of atrazine-containing solution and placed under vacuum. The leaf pieces are quickly absorbed by the solution and sink to the bottom of the solution. The vacuum is finally removed and a bicarbonate solution is added and the tubes exposed to light. If the photosynthesis is not inhibited by atrazine, then the photosynthesis produces a buoyancy by produced oxygen within the tissue and the leaf pieces float towards the surface. Atrazine-sensitive pieces, on the other hand, remain on the bottom.

Eksempel 8: Transformasjon av celler av Brassica rapa Example 8: Transformation of cells of Brassica rapa

( sammenlign Just Right)(compare Just Right)

Brassica rapa protoplaster blir dyrket med et egnet osmotikum og suspendert i en populasjonstetthet på 5x10^ pr. ml i et kulturmedium som er fremstilt i henhold til beskrivel-sen i [Protoplast 83, Proceedings Experientia Supplementum, Birkhauser Verlag, Basel, Vol 45 (1983), 44-45]. 40% polyetylenglycol (PEG) med en molekylvekt på 6000 løst i modifisert F-medium (pH 5,8) (sammenlign eksempel lb) blir blandet med protoplastsuspensjonen til en sluttkonsentra-sjon på 13% PEG. Til denne blanding blir til slutt raskt en løsning bestående av 50 mikrogram med endonuklease Sal I fordøyet plasmid til pBRCAT eller p32CAT og 60 um vann tilsatt. Under forsiktig omrøring blir denne blandingen inkubert i 30 minutter ved 20° til 25°C. Derpå blir 3x2 Brassica rapa protoplasts are grown with a suitable osmotic medium and suspended at a population density of 5x10^ per ml in a culture medium prepared according to the description in [Protoplast 83, Proceedings Experientia Supplementum, Birkhauser Verlag, Basel, Vol 45 (1983), 44-45]. 40% polyethylene glycol (PEG) with a molecular weight of 6000 dissolved in modified F medium (pH 5.8) (compare example 1b) is mixed with the protoplast suspension to a final concentration of 13% PEG. Finally, a solution consisting of 50 micrograms of endonuclease Sal I digested plasmid for pBRCAT or p32CAT and 60 µm of water is quickly added to this mixture. With gentle stirring, this mixture is incubated for 30 minutes at 20° to 25°C. Then becomes 3x2

mm modifisert F-medium (tilsammen 6 ml) og 2 x 2 mm kultur-medium (tilsammen 4 ml) tilsatt i 5 minuuters-intervaller. Protoplastsuspensjonen blir overført til Petri-skåler med 10 cm tverrsnitt og tilsatt ytterligere kultur-medie til et totalt volum på 20 ml. Denne protoplastsuspensjonen blir inkubert 45 minutter ved 26°C i mørke. mm modified F medium (total 6 ml) and 2 x 2 mm culture medium (total 4 ml) added at 5 minute intervals. The protoplast suspension is transferred to Petri dishes with a 10 cm cross-section and additional culture medium is added to a total volume of 20 ml. This protoplast suspension is incubated for 45 minutes at 26°C in the dark.

Protoplastene blir isolert ved 5-minutters sedimentasjon og tatt opp i et etterfølgende flytende og senere ved agarose gel fastgjort kultur-medium og dyrket etter "bead type culture method" [Plant Cell Reports, 2, 244-247 (1983)]. Etter fire dager i utviklingsstadiet til første celledeling blir kloramfenikol tilsatt i en konsentrasjon på 10 mg/ liter til kulturen. Det flytende kultur-medium, som omgir agarose-segmentene blir tilsatt alle fire dager fersk klor-amf enikolholdig næringsløsning. Etter fire uker blir de kloramfenikol-resistente kloner isolert og til slutt videre dyrket idet de ukentlig blir tilsatt kloramfenikol-holdig næringsløsning (10 mg/liter). The protoplasts are isolated by 5-minute sedimentation and taken up in a subsequent liquid and later fixed by agarose gel culture medium and cultivated according to the "bead type culture method" [Plant Cell Reports, 2, 244-247 (1983)]. After four days in the development stage to the first cell division, chloramphenicol is added in a concentration of 10 mg/litre to the culture. The liquid culture medium, which surrounds the agarose segments, is added every four days with fresh chlorine-amphenicol-containing nutrient solution. After four weeks, the chloramphenicol-resistant clones are isolated and finally further cultured, adding chloramphenicol-containing nutrient solution (10 mg/litre) weekly.

Eksempel 9: Transformasjon av protoplasterExample 9: Transformation of protoplasts

Man går ut fra lolium multiflorum-protoplåster med en konsentrasjon på 2x10 pr. ml i en 0,4 molar mannitol-1øs-ning med pH 5,8. Til denne suspensjon blir tilsatt etter hverandre 0,5 ml 40% polyetylenglycol (PEG) med en molekylvekt på 6000 i modifisert (pH 5,8) F-medium [Nature 296, 72-74, (1982)] og 65 pl av en vandig løsning med 50 ug av plasmidene p32CAT eller pBRCAT. Denne blanding blir inkubert i 30 minutter ved 26°C og forsiktig omrøring og til slutt fortynnet med F-medium. Dette skjer ifølge beskrivel-sen i [Nature 296, (1982)]. Protoplastene blir isolert ved sentrifugering (5 minutter ved 100 g) og tatt opp i 4 ml CC-kulturmedium [Potrykus, Harms og Lorz, Callus Formation from Cell Culture Protoplasts of Corn (Zea Mays L.), Theor. Appl. Genet. 54, 209-214 (1979)] og inkubert ved 24°C i mørke. Etter 14 dager blir de utviklede cellekulturer over-ført i tilsvarende medium som imidlertid nå inneholder kloramfenikol (10 mg/liter). Resistens-kolonier blir over-ført til et agar-medium - det samme medium som ovenfor 10 mg/liter kloramfenikol uten osmotikum, og tilslutt etter at de har oppnådd en størrelse på flere gram fersk vekt pr. koloni analysert med hensyn på opprettholdelsen av de bakterielle gen og den biologiske aktivitet av genene. The starting point is Lolium multiflorum protoplasts with a concentration of 2x10 per ml in a 0.4 molar mannitol solution with pH 5.8. To this suspension are added successively 0.5 ml of 40% polyethylene glycol (PEG) with a molecular weight of 6000 in modified (pH 5.8) F medium [Nature 296, 72-74, (1982)] and 65 µl of a aqueous solution with 50 µg of the plasmids p32CAT or pBRCAT. This mixture is incubated for 30 minutes at 26°C and gentle stirring and finally diluted with F-medium. This happens according to the description in [Nature 296, (1982)]. The protoplasts are isolated by centrifugation (5 minutes at 100 g) and taken up in 4 ml CC culture medium [Potrykus, Harms and Lorz, Callus Formation from Cell Culture Protoplasts of Corn (Zea Mays L.), Theor. Appl. The gene. 54, 209-214 (1979)] and incubated at 24°C in the dark. After 14 days, the developed cell cultures are transferred into a corresponding medium which, however, now contains chloramphenicol (10 mg/litre). Resistance colonies are transferred to an agar medium - the same medium as above 10 mg/litre chloramphenicol without osmotic agent, and finally after they have reached a size of several grams of fresh weight per colony analyzed with regard to the maintenance of the bacterial genes and the biological activity of the genes.

Eksempel 10: Transformasjon av kultiverte celler fra Nicotiana tabakum ved overføring av p32CAT, pBRCAT eller pUCHl med hjelp av elektropora-s jon Example 10: Transformation of cultured cells from Nicotiana tabacum by transfer of p32CAT, pBRCAT or pUCH1 using electroporation

Protoplaster blir erholdt ved sedimentasjon av 50 ml av en 10 g-fase suspensjonskultur av en nitrat reduktase defekt variant fra Nicotiana tabcum, celle-stamme nia-115 [Muller, A.J. og R. Grafe, Mol. Gen. Genet. 161, 67-76 (1978)] og resuspendert i 20 ml av en enzym-løsning [2% Cellulase Onozuka R-10, 1% Macerozume R019 og 0,5% Driselase (fra der Chemischen Fabrik Schweizerhalle, Basel) i en vaskeløsning (0,3 M mannitol, 0,04 M kalsiumklorid og 0,5% 2-(N-morfo-lin)etansulfonsyre) innstilt på pH 5,6 med KOH] og inkubert i 3 timer på en rundristemaskin ved 24°C. Protoplastene ble til slutt skillet ved filtrering gjennom en sikt med en maskebredde på 100 um av ufortynnet vev. Det tilsvarende volum ble tilsatt en 0,6 M sucrose-løsning og den erholdte suspensjon sentrifugert i 10 minutter ved 100 g. Protoplastene som flyter på overflaten blir samlet og vasket 3 ganger ved sedimentasjon i vaskeløsningen. Protoplasts are obtained by sedimentation of 50 ml of a 10 g phase suspension culture of a nitrate reductase defective variant from Nicotiana tabcum, cell strain nia-115 [Muller, A.J. and R. Grafe, Mol. Gen. The gene. 161, 67-76 (1978)] and resuspended in 20 ml of an enzyme solution [2% Cellulase Onozuka R-10, 1% Macerozume R019 and 0.5% Driselase (from der Chemischen Fabrik Schweizerhalle, Basel) in a washing solution (0.3 M mannitol, 0.04 M calcium chloride and 0.5% 2-(N-morpholine)ethanesulfonic acid) adjusted to pH 5.6 with KOH] and incubated for 3 hours on a rotary shaker at 24°C. The protoplasts were finally separated by filtration through a sieve with a mesh width of 100 µm of undiluted tissue. The corresponding volume was added to a 0.6 M sucrose solution and the resulting suspension centrifuged for 10 minutes at 100 g. The protoplasts floating on the surface are collected and washed 3 times by sedimentation in the washing solution.

Transformasjonen blir gjennomført ved hjelp av elektorporasjon. Kammeret til en Dialog "Porator" (fra Dialog Gmbh Harffstr. 32, 4000 Diisseldorf, Tyskland) blir ved vasking med 70% alkohol og derpå med 100% alkohol sterilisert og tørket ved en strøm av steril luft ved en blåsing med lami-nær luftstrømning. Protoplastene blir suspendert i en konsentrasjon på 1x10^ pr. ml i en 0,4 M mannitol-løsning og innstilt på en motstand på 1,4 KOhm med magnesiumklorid. Til slutt blir pBRCAT, pUCHl eller p32CAT tilsatt i en konsentrasjon på 10 ug/ml. 0,38 ml prøver av denne protoplast suspensjon blir tilført 3 ganger med intervaller på 10 sekunder med en spenning på 1000 eller 2000 Volt. Protoplastene blir tilslutt dyrket i en konsentrasjon på 1x10^ pr. The transformation is carried out using electroporation. The chamber of a Dialog "Porator" (from Dialog Gmbh Harffstr. 32, 4000 Diisseldorf, Germany) is sterilized by washing with 70% alcohol and then with 100% alcohol and dried by a stream of sterile air by a laminar air-flow blast . The protoplasts are suspended in a concentration of 1x10^ per ml in a 0.4 M mannitol solution and adjusted to a resistance of 1.4 KOhm with magnesium chloride. Finally, pBRCAT, pUCH1 or p32CAT is added at a concentration of 10 µg/ml. 0.38 ml samples of this protoplast suspension are added 3 times at intervals of 10 seconds with a voltage of 1000 or 2000 Volts. The protoplasts are finally grown in a concentration of 1x10^ per

ml i 3 ml av AA-CH medium [AA Medium fra Glimelium, K. et al., Physiol. Plant. 44, 273-277 (1978)] hvilket ble modifisert såvel ved økning av inositol-konsentrasjonen til 100 mg/liter og sucrose-konsentrasjonen til 34 g/liter som ved tilsetning av 0,05 ml/liter 2-(3-metyl-2-butenyl)adenin og på grunn av sitt innehold på 0,6% agarose [Sea Plaque, FMC Corp., Marine Colloids Division, P.O. Box 308, Rockland, Maine 04841, USA], Etter en uke blir agarose-skjiktet som inneholder protoplastene overført i 30 ml av et flytende AA-CH medium som inneholder 10 mg/liter kloramfenikol. Etter tre uker, iløpet av hvilke tilsvarende halvdelen av mediet ukentlig blir erstattet av ferskt medium med samme sammensetning, kan de transformerte celle-kolonier bli undersøkt visuelt. 4 uker etter overføringen i det kloramfenikol-holdige medium blir disse kolonier overført til et AA-medium [Glimelium, K. et al., Physiol. Plant. 44, 273-277 (1978)] med 0,8% agar som inneholder 10 mg/liter kloramfenikol for videre kultivering og undersøking. ml in 3 ml of AA-CH medium [AA Medium from Glimelium, K. et al., Physiol. Plant. 44, 273-277 (1978)] which was modified both by increasing the inositol concentration to 100 mg/liter and the sucrose concentration to 34 g/liter and by adding 0.05 ml/liter 2-(3-methyl- 2-butenyl)adenine and due to its 0.6% agarose content [Sea Plaque, FMC Corp., Marine Colloids Division, P.O. Box 308, Rockland, Maine 04841, USA], After one week, the agarose layer containing the protoplasts is transferred into 30 ml of a liquid AA-CH medium containing 10 mg/liter chloramphenicol. After three weeks, during which the corresponding half of the medium is replaced weekly by fresh medium with the same composition, the transformed cell colonies can be examined visually. 4 weeks after the transfer in the chloramphenicol-containing medium, these colonies are transferred to an AA medium [Glimelium, K. et al., Physiol. Plant. 44, 273-277 (1978)] with 0.8% agar containing 10 mg/liter chloramphenicol for further cultivation and examination.

Analoge undersøkelser med protoplaster fra Brassica rapa og Lolium multiflorum fører likeledes til tilsvarende trans- Analogous investigations with protoplasts from Brassica rapa and Lolium multiflorum likewise lead to similar trans-

formasjon.formation.

Eksempel 11: Transformasjon av kloroplaster av Nicotiana tabacum celler ved overføring av donor- DNA ved hjelp av elektorporasjon Example 11: Transformation of chloroplasts of Nicotiana tabacum cells by transfer of donor DNA using electroporation

Fremstilling av elektroporatoren og protoplastene følger i henhold til eksempel 10 eller eksempel 6. Preparation of the electroporator and protoplasts follows according to Example 10 or Example 6.

For transformasjonen blir protoplaster av Nicotiana tabacum resuspendert i en konsentrasjon på 1,6x10^ pr. ml i en mannitol-løsning [0,4 M, bufferet med 0,5% w/v 2-(N-morfo-lin)etansulfonsyre, pH 5,6]. Motstanden av protoplastsuspensjonen blir målt i porator-kammeret (0,38 ml) og innstilt med en magnesiumklorid-løsning på en verdi mellom 1 og 1,2 KOhm. 0,5 ml prøver blir tatt ut og kommer i med et deksel lukkbare plastrør (5 ml volum) hvori på forhånd 40 pl vann med 8 ug donor-DNA og 20 jug kalvetymus-DNA ble tilsatt såvel som 0,25 ml av en polyetylenglykol-løsning (24% w/v i 0,4 M mannitol). 9 minutter etter tilsetning av DNA blir 0,38 ml prøver tilsatt i elektroporator-kammeret. 10 minutter etter tilsetning av DNA blir protoplastsuspensjonen tilført i kammeret tre impulser (1000-2000 Volt) i et intervall på 10 sekunder. De behandlede prøver blir tilsatt Petriskåler med 6 cm tverrsnitt og holdt i 10 minutter ved 20°C. Til slutt blir 3 ml K^-medium ved 0,7% w/v "Sea Plaque Agarose" tilsatt hver Petriskål og innholdet av skålene blir omhyggelig blandet. Etter stivning ble inneholdet av hver skål av kulturene holdt en dag ved 24°C i mørke og 6 dager i lys. Den protoplast-inneholdene agarose blir så skåret opp i 4 deler og tilført i et flytende medium. Protoplastene blir til slutt dyrket ifølge"bead type culturing method". Nydannet plantevev, som blir erholdt ved seleksjon av det transformerte materiale med kloramfenikol og planter som derfra blir regenerert, inneholder CAT-enzymet (kloramfenikol-acetyl-transferase) som produkt av CAT-genet. Elektroporasjonen fører til 5 til 10-ganger økning av transformasjons-frekvensen i forhold til metoden uten elektorporasjon. Analoge undersøkelser med Brassica rapa cv. Just Right og Lolium multifluroum ga likeledes en økning av transformasjons-frekvensen i tilsvarende størrelsesorden. For the transformation, protoplasts of Nicotiana tabacum are resuspended in a concentration of 1.6x10^ per ml in a mannitol solution [0.4 M, buffered with 0.5% w/v 2-(N-morpholine)ethanesulfonic acid, pH 5.6]. The resistance of the protoplast suspension is measured in the porator chamber (0.38 ml) and adjusted with a magnesium chloride solution to a value between 1 and 1.2 KOhm. 0.5 ml samples are taken out and come in capped plastic tubes (5 ml volume) in which 40 µl of water with 8 µg of donor DNA and 20 µg of calf thymus DNA were previously added as well as 0.25 ml of a polyethylene glycol solution (24% w/v in 0.4 M mannitol). 9 minutes after addition of DNA, 0.38 ml samples are added to the electroporator chamber. 10 minutes after the addition of DNA, the protoplast suspension is fed into the chamber with three pulses (1000-2000 Volts) at an interval of 10 seconds. The treated samples are added to Petri dishes with a 6 cm cross section and kept for 10 minutes at 20°C. Finally, 3 ml of K^ medium at 0.7% w/v "Sea Plaque Agarose" is added to each Petri dish and the contents of the dishes are carefully mixed. After solidification, the contents of each dish of the cultures were kept for one day at 24°C in the dark and 6 days in the light. The protoplast-containing agarose is then cut into 4 parts and added to a liquid medium. The protoplasts are finally cultivated according to the "bead type culturing method". Newly formed plant tissue, which is obtained by selection of the transformed material with chloramphenicol and plants that are regenerated from there, contains the CAT enzyme (chloramphenicol acetyl transferase) as a product of the CAT gene. The electroporation leads to a 5 to 10-fold increase in the transformation frequency compared to the method without electroporation. Analogous investigations with Brassica rapa cv. Just Right and Lolium multifluroum likewise gave an increase in the transformation frequency in a similar order of magnitude.

Eksempel 12: Transformasjon av celler av Nicotiana tabacum ved overføring av CAT- genet ved hjelp av varmes jokk-behandling Example 12: Transformation of cells of Nicotiana tabacum by transfer of the CAT gene using heat shock treatment

Protoplaster som ble isolert fra blader eller fra Nicotiana tabacum celle-kulturer blir som beskrevet i eksempel 6 og 10 utvunnet og tilsvarende tidligere eksempler overført til en osmotisk stabilisert medium. Protoplasts that were isolated from leaves or from Nicotiana tabacum cell cultures are, as described in examples 6 and 10, recovered and corresponding to previous examples transferred to an osmotically stabilized medium.

Protoplast-suspensjonene blir holdt i 5 minutter ved 45°C og så avkjølt i 10 sekunder med is ved 0°C og til slutt blir plasmidene pBRCAT, pUCHl eller p32CAT tilsatt som beskrevet i eksemplene 6 og 10. The protoplast suspensions are kept for 5 minutes at 45°C and then cooled for 10 seconds with ice at 0°C and finally the plasmids pBRCAT, pUCH1 or p32CAT are added as described in Examples 6 and 10.

Varmesjokk-behandlingenøker transformasjonsfrekvensen med en faktor på 10 eller mer, sammenlignet med en transformasjon som ble gjennomført uten denne behandling. The heat shock treatment increases the transformation frequency by a factor of 10 or more, compared to a transformation carried out without this treatment.

Eksempel 13: Transformasjon av planteceller av forskjellig Example 13: Transformation of plant cells of different

opprinnelse ved overføring av CAT- genene,origin by transmission of the CAT genes,

idet man i første trinn bringer sammen protoplaster og gener og til slutt gjennomfører en kombinert behandling as in the first step protoplasts and genes are brought together and finally a combined treatment is carried out

Plante-protoplåster: Nicotiana tabacum cv. Petit Havana SRI (A); Brassica rapa cv. Just Right (B) og Lolium multiflorum (C) ble isolert og overført ifølge eksempel 11 til et osmotisk stabilisert medium. Protoplast-suspensjonene blir blandet med plasmidene pUCHl, p32CAT eller pBRCAT ifølge eksemplene 6 til 9, men uten samtidig behandling med polyetylenglykol. Protoplastsuspensjonene blir så ifølge eksempel 12 utsatt for en varmesjokk-behandling og til slutt en polyetylenglykol ifølge eksemplene 6 til 9 og til slutt underkastet en elektroporasjon ifølge eksempel 11. Transformasjonsfrekvensen ved denne fremgangsmåte ligger mellom 10 og 10 og kan hvert ifølge valgte betingelser imidlertidøkes til 1% til 2%. Plant proto-patch: Nicotiana tabacum cv. Petit Havana SRI (A); Brassica rapa cv. Just Right (B) and Lolium multiflorum (C) were isolated and transferred according to example 11 to an osmotically stabilized medium. The protoplast suspensions are mixed with the plasmids pUCH1, p32CAT or pBRCAT according to examples 6 to 9, but without simultaneous treatment with polyethylene glycol. The protoplast suspensions are then subjected to a heat shock treatment according to example 12 and finally to a polyethylene glycol according to examples 6 to 9 and finally subjected to an electroporation according to example 11. The transformation frequency in this method is between 10 and 10 and can, however, be increased to 1 according to the chosen conditions % to 2%.

LitteraturlistenThe literature list

Barton, et al, Cell. 32, 1033 (1983).Barton, et al., Cell. 32, 1033 (1983).

Barton and Chilton, Methods in Enzymology, 101, 527 (1984).Barton and Chilton, Methods in Enzymology, 101, 527 (1984).

Bevan, et al, Nature, 304, 184 (1983).Bevan, et al., Nature, 304, 184 (1983).

Bevan, et al, Nucleic Acid Res., 12, 8711 (1984).Bevan, et al, Nucleic Acid Res., 12, 8711 (1984).

Bolivar, et al, Gene 2, 75 (1977).Bolivar, et al., Gene 2, 75 (1977).

Chilton, et al, Genetics, 83, 609 (1976).Chilton, et al., Genetics, 83, 609 (1976).

Chilton, "Plant Gene Vectors", in "The Role of Plant Biotechnology in Plant Breeding", Report des 1984 Plant Breeding Research Forums, 21. bis 23. August (1984), Seiten 177 bis 192 Chilton, "Plant Gene Vectors", in "The Role of Plant Biotechnology in Plant Breeding", Report des 1984 Plant Breeding Research Forums, 21. bis 23. August (1984), Seiten 177 bis 192

(1985) . (1985).

Coleman, et al, Cell, 3_7, 429 (1984).Coleman, et al., Cell, 3_7, 429 (1984).

Comai, et al, Plasmid, 10, 21 (1983).Comai, et al., Plasmid, 10, 21 (1983).

Dale, "Protoplast Culture and Plant Regeneration of Cereals and Other Recalcitrants Crops" in Protoplasts 1983 Lecture Proceedings, Potrykus et al, (eds), Experientia Supplement, Band 46, Birkhaeuser, Basel, (1983). Dale, "Protoplast Culture and Plant Regeneration of Cereals and Other Recalcitrants Crops" in Protoplasts 1983 Lecture Proceedings, Potrykus et al, (eds), Experientia Supplement, Band 46, Birkhaeuser, Basel, (1983).

De Block, et al, EMBO J., 4, 1367 (1985).De Block, et al, EMBO J., 4, 1367 (1985).

De Block, et al, EMBO J., 3, 1681 (1984).De Block, et al, EMBO J., 3, 1681 (1984).

De Greve, et al, Nature, 300, 752 (1982).De Greve, et al., Nature, 300, 752 (1982).

de Framond, et al, Biotechnology, 1_, 266 (1983).de Framond, et al., Biotechnology, 1_, 266 (1983).

Ditta, et al, Proe. Nati. Acad. Sei USA 7J7 , 7347 ( 1980).Ditta, et al., Proe. Nati. Acad. Say US 7J7, 7347 (1980).

Evans and Bravo, "Protoplast Isolation and Culture" im Handbook of Plant Cell Culture, Band 1, Evans et al (Eds), McMillian Publishing Co., New York, (1983). Evans and Bravo, "Protoplast Isolation and Culture" in Handbook of Plant Cell Culture, Volume 1, Evans et al (Eds), McMillian Publishing Co., New York, (1983).

Fraley, et al, Proe. Nati. Acad. Sei., 80, 4803 (1983).Fraley, et al., Proe. Nati. Acad. Sci., 80, 4803 (1983).

Fraley, et al, Biotechnology, 3, 629 (1985).Fraley, et al., Biotechnology, 3, 629 (1985).

Fraley, et al, Plant Molecular Biology, 3, 371 (1984).Fraley, et al., Plant Molecular Biology, 3, 371 (1984).

Gamborg, Plant Physiol., 45, 372 (1970).Gamborg, Plant Physiol., 45, 372 (1970).

Gamborg, et al, Plant Tissue Culture Methods, 11 (1975).Gamborg, et al., Plant Tissue Culture Methods, 11 (1975).

Garfinkel et al, Cell, 27, 143 (1981).Garfinkel et al., Cell, 27, 143 (1981).

Gorman, et al, Molecular and Cellular Biology, 2, 1044 (1982). Gorman, et al., Molecular and Cellular Biology, 2, 1044 (1982).

Helmer, et al, Biotechnology, 2, 520 (1984).Helmer, et al., Biotechnology, 2, 520 (1984).

A,rHensley, Weed Sei., 29 70 (1981).A,rHensley, Weed Sci., 29 70 (1981).

Hepburn, et al, J. Mol Appl. Genet., 2, 211, (1983). Hernalsteens, et al, Nature, 282, 654 (1980). Herrera-Estrella, et al, Nature, 303, 209 (1983). Hirschberg and Mclntosch, Science, 222, 1346 (1983). Hirschberg, et al, Z. Naturforsch., 396, 412 (1984). Hoekema, et al, Nature, 303, 179 (1983). Hepburn, et al., J. Mol Appl. Genet., 2, 211, (1983). Hernalsteens, et al., Nature, 282, 654 (1980). Herrera-Estrella, et al., Nature, 303, 209 (1983). Hirschberg and Mclntosch, Science, 222, 1346 (1983). Hirschberg, et al, Z. Naturforsch., 396, 412 (1984). Hoekema, et al., Nature, 303, 179 (1983).

Holsters et al, Mol. Genet., 163, 181 (1978).Holsters et al., Mol. Genet., 163, 181 (1978).

Horsch, et al, Science, 2_27 , 1229 (1985).Horsch, et al., Science, 2_27, 1229 (1985).

Izart, et al, Cell, 36, 1007 (1984).Izart, et al., Cell, 36, 1007 (1984).

Jordan and Ogren, Nature, 291, 513 (1981).Jordan and Ogren, Nature, 291, 513 (1981).

Jorgensen, et al, Mol Gen. Genet, 177, 65 (1979).Jorgensen, et al., Mol Gen. Genet, 177, 65 (1979).

Klee, et al, Biotechnology, 3, 637 (1985).Klee, et al., Biotechnology, 3, 637 (1985).

Koblitz, Kulturpflanze, XXII, 93 (1974).Koblitz, Kulturpflanze, XXII, 93 (1974).

Le Baron and Gressel, Herbicide Resistance in Plants, John Wiley and Le Baron and Gressel, Herbicide Resistance in Plants, John Wiley and

Sons, (1982).Sons, (1982).

Maliga, Z. , Pflanzenphysiol. , T8, 453 (1976).Maliga, Z., Pflanzenphysiol. , T8, 453 (1976).

Malkin, et al, Plant Physiol., 67, 570 (1981).Malkin, et al., Plant Physiol., 67, 570 (1981).

Maniatis, et al, Molecular Cloning, Cold Springs Harbor Maniatis, et al., Molecular Cloning, Cold Springs Harbor

Laboratory, (1982).Laboratory, (1982).

Matzke and Chilton, J. Mol Appl. Genet., 1_, 39 (1981). Messing, et al, Gene, 19, 269 (1982). Matzke and Chilton, J. Mol Appl. Genet., 1_, 39 (1981). Messing, et al., Gene, 19, 269 (1982).

Meister, et al, Ann Rev. Biochem., 52, 711, (1983). Melton, Proe. Nati. Acad. Sei., 82, 144 (1985). Murashige, et al, Physiol. Plant, 15, 473 (1962). Neumann, "et al, EMBO J., 7, 841 (1982). Norrander, et al, Gene 26, 101 (1983). Meister, et al, Ann Rev. Biochem., 52, 711, (1983). Melton, Proe. Nati. Acad. Sci., 82, 144 (1985). Murashige, et al., Physiol. Plant, 15, 473 (1962). Neumann, et al, EMBO J., 7, 841 (1982). Norrander, et al, Gene 26, 101 (1983).

Oka, et al, Nature, 2^6, 845 (1978).Oka, et al., Nature, 2^6, 845 (1978).

Oka, et al, J. Mol. Biol., 142, 217 (1981).Oka, et al., J. Mol. Biol., 142, 217 (1981).

Paszkowski, et al, EMBO J., 3, 2717 (1984).Paszkowski, et al, EMBO J., 3, 2717 (1984).

Pestka, et al, Proe. Nati. Acad. Sei., 81, 7525 (1984). Rennenberg, Phytochemistry 21_, 2771 ( 1982). Pestka, et al., Proe. Nati. Acad. Sci., 81, 7525 (1984). Rennenberg, Phytochemistry 21_, 2771 (1982).

Rigby et al, J. Mol. Biol., 113, 237 (1977).Rigby et al, J. Mol. Biol., 113, 237 (1977).

Roberts, Plant Molecular Biology Reporter, 3, 107 (1985). Rochaix, et al, Plant Mol. Biol., 3, 363 (1984). Schilperoort et al, Europaische Patentanmeldung Nr. 86,537 (1983). Shimabukuro, et al, Plant Physiol., 42, 10 (1971). Simons, et al, Cell, 34, 683 (1983). Roberts, Plant Molecular Biology Reporter, 3, 107 (1985). Rochaix, et al., Plant Mol. Biol., 3, 363 (1984). Schilperoort et al, Europaische Patentanmeldung Nr. 86,537 (1983). Shimabukuro, et al., Plant Physiol., 42, 10 (1971). Simons, et al., Cell, 34, 683 (1983).

Southern, et al, J. Mol. Biol., 98, 503 (1975).Southern, et al., J. Mol. Biol., 98, 503 (1975).

Wang, et al, Cell, 38, 455 (1984).Wang, et al., Cell, 38, 455 (1984).

Wostemeyer, et al, Mol. Gen., 194, 520 (1984).Wostemeyer, et al., Mol. Gen., 194, 520 (1984).

Yadav, et al, Proe. Nati. Acad. Sei. USA, 79, 6322 (1982). Zambryski, et al, EMBO J., 2, 2143, (1983). Yadav, et al., Proe. Nati. Acad. Pollock. USA, 79, 6322 (1982). Zambryski, et al, EMBO J., 2, 2143, (1983).

Claims (36)

1. Fremgangsmåte for direkte innesluttelse av DNA i plastider og mitokondrier av planteprotoplaster hvorved nevnte DNA omfatter et eller fler gener og i plastidene og mitokondriene aktive promotorer, karakterisert ved at man ved fravær av en patogen av nevnte DNA i et medium hvori dette DNA klarer å trekke inn i protoplastene og de deri værende plastider og mitokondrier og bringer dette i kontakt så lenge med protoplastene at denne penetrasjon er sikret.1. Method for direct inclusion of DNA in plastids and mitochondria of plant protoplasts whereby said DNA comprises one or more genes and in the plastids and mitochondria active promoters, characterized in that in the absence of a pathogen of said DNA in a medium in which this DNA is able to draw into the protoplasts and the plastids and mitochondria contained therein and bring this into contact with the protoplasts for such a long time that this penetration is ensured. 2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man lar dette fortsette inntil regenerasjon av transformerte planteceller av de transformerte protoplaster .2. Method according to claim 1, characterized in that this is allowed to continue until regeneration of transformed plant cells by the transformed protoplasts. 3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at man lar fremgangsmåten forlø pe videre til regenerasjon av transformerte planter.3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the method is allowed to proceed to regeneration of transformed plants. 4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ve d at det dreier seg om linjær DNA ved det innsluttede DNA.4. Method according to claim 1, characterized in that it concerns linear DNA in the enclosed DNA. 5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det dreier seg om sirkulær DNA ved det innesluttede DNA.5. Method according to claim 1, characterized in that circular DNA is involved in the enclosed DNA. 6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at det sirkulære DNA inneholder 1 eller fler T-DNA-grenseregioner.6. Method according to claim 5, characterized in that the circular DNA contains 1 or more T-DNA border regions. 7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det dreier seg om et DNA av det innsluttede DNA som overfører en herbisid-resistens til plastidene eller mitokondriene.7. Method according to claim 1, characterized in that it concerns a DNA of the enclosed DNA which transfers a herbicide resistance to the plastids or mitochondria. 8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at herbisidet er atrazin.8. Method according to claim 7, characterized in that the herbicide is atrazine. 9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det innesluttede DNA ved siden av herbisid-resistensen overfører en andre for landbruket nyttig egenskap.9. Method according to claim 7, characterized in that the enclosed DNA, in addition to the herbicide resistance, transmits a second property useful for agriculture. 10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det innesluttede DNA inneholder en selekterbar markør og et gen hvilket overfører en for landbruket betyd-ningsfull egenskap.10. Method according to claim 1, characterized in that the contained DNA contains a selectable marker and a gene which transmits an agriculturally significant property. 11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at markørgenet gir en antibiotika-resistens .11. Method according to claim 10, characterized in that the marker gene confers antibiotic resistance. 12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, karakterisert ved at antibiotika-resistensen er kloramfenikol eller kanamycin-resistens.12. Method according to claim 11, characterized in that the antibiotic resistance is chloramphenicol or kanamycin resistance. 13. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at den landbruksmessige betydningsfulle egenskap er en herbisid-resistens.13. Method according to claim 10, characterized in that the agriculturally significant property is a herbicide resistance. 14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at herbisid-resistensen er atrazin-resistens.14. Method according to claim 13, characterized in that the herbicide resistance is atrazine resistance. 15. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det innesluttede gen er et kimaert gen.15. Method according to claim 1, characterized in that the enclosed gene is a chimeric gene. 16. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det innesluttede DNA inneholder et replikasjonssignal .16. Method according to claim 1, characterized in that the contained DNA contains a replication signal. 17. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det innesluttede DNA inneholder et integrasjonssignal .17. Method according to claim 1, characterized in that the enclosed DNA contains an integration signal. 18. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man gjennomfører fremgangsmåten med protoplaster fra blader.18. Method according to claim 1, characterized in that the method is carried out with protoplasts from leaves. 19. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man tilsetter et osmotisk stabilisert for protoplaster egnet kulturmedium.19. Method according to claim 1, characterized in that an osmotically stabilized culture medium suitable for protoplasts is added. 20. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man anvender et medium som inneholder et plante-fordragelig divalent kation.20. Method according to claim 1, characterized in that a medium containing a plant-tolerable divalent cation is used. 21. Fremgangsmåte ifølge krav 20, karakterisert ved aktionet er magnesium eller kalsium.21. Method according to claim 20, characterized by the action being magnesium or calcium. 22. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at mediet inneholder en flerverdig alkohol som forandrer cellemembranen og forårsaker cellefusjonen.22. Method according to claim 1, characterized in that the medium contains a polyhydric alcohol which changes the cell membrane and causes cell fusion. 23. Fremgangsmåte ifølge krav 22, karakterisert ved at den flerverdige alkohol er polyetylenglykol, polypropylenglykol eller polyvinylglykol.23. Method according to claim 22, characterized in that the polyhydric alcohol is polyethylene glycol, polypropylene glycol or polyvinyl glycol. 24. Fremgangsmåte ifølge krav 23, karakterisert ved at den flerverdige alkohol er polyetylenglykol (PEG).24. Method according to claim 23, characterized in that the polyhydric alcohol is polyethylene glycol (PEG). 25. Fremgangsmåte ifølge krav 24, karkteri-sert ved at polyetylenglykolet har en molkylvekt mellom 100 og 10000.25. Method according to claim 24, characterized in that the polyethylene glycol has a molecular weight between 100 and 10,000. 26. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at DNA og protoplastene blir underkastet en varmesjokk- behandling.26. Method according to claim 1, characterized in that the DNA and the protoplasts are subjected to a heat shock treatment. 27. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at DNA og protoplastene blir underkastet en elektro-poras jon .27. Method according to claim 1, characterized in that the DNA and the protoplasts are subjected to electroporation. 28. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at innføringen av DNA i protoplastene kommer istand ved kombinasjon av to tiltak valgt fra polyetylenglykol-behandling, varmesjokk-behandling og elektroporasjon.28. Method according to claim 1, characterized in that the introduction of DNA into the protoplasts is restored by a combination of two measures selected from polyethylene glycol treatment, heat shock treatment and electroporation. 29. Fremgangsmåte ifølge krav 28, karakterisert ved at genoverføringen blir gjennomført på en slik måte at man for innesluttelse av fremmedgenet tilfører nevnte gen og protoplastene i en løsning og underkaster den resulterende suspensjon, først en varmesjokk-behandling og derpå en polyetylenglykol-behandling.29. Method according to claim 28, characterized in that the gene transfer is carried out in such a way that, in order to contain the foreign gene, one adds said gene and the protoplasts in a solution and subjects the resulting suspension, first to a heat shock treatment and then to a polyethylene glycol treatment. 30. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at genoverføringen blir gjennomført på en slik måte at man for innesluttelse av fremmedgenet tilfø rer nevnte gen og protoplastene i en løsning og underkaster den resulterende suspensjon, først en varmesjokk-behandling og derpå en polyetylenglykol-behandling og til slutt en elektropora-s jon.30. Method according to claim 1, characterized in that the gene transfer is carried out in such a way that, in order to contain the foreign gene, one adds said gene and the protoplasts to a solution and subjects the resulting suspension, first to a heat shock treatment and then to a polyethylene glycol treatment and finally an electropora-s ion. 31. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det anvendte medium inneholder en flerverdig alkohol som forandrer protoplasmembranen og forårsaker cellefusjonen og hvor man det i dette medium suspenderte DNA sammen med protoplastene underkaster en elektroporasjon og/eller en varmesjokk-behandling.31. Method according to claim 1, characterized in that the medium used contains a polyhydric alcohol which changes the protoplasmic membrane and causes cell fusion and where the DNA suspended in this medium together with the protoplasts is subjected to electroporation and/or heat shock treatment. 32. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man i tillegg innaktiverer ekstra cellulære nuk-leaser.32. Method according to claim 1, characterized in that additional cellular nucleases are additionally inactivated. 33. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at man setter inn protoplaster fra planter av familien av Gramineae, Solamaceae eller Gruciferae.33. Method according to claim 1, characterized in that protoplasts from plants of the family Gramineae, Solamaceae or Gruciferae are inserted. 34. Fremgangsmåte ifølge krav 33, karakterisert ved at man setter inn protoplaster av plante-celler fra plantene av familien Gramineae.34. Method according to claim 33, characterized in that protoplasts of plant cells from the plants of the Gramineae family are inserted. 35. Fremgangsmåte ifølge krav 34, karakterisert ved at det ved Gramineae dreier seg om korn.35. Method according to claim 34, characterized in that the Gramineae are grains. 36. Fremgangsmåte ifølge krav 35, karakterisert ved at kornet er mais, hvete, ris, bygg, havre, hirse, rug eller morenhirse.36. Method according to claim 35, characterized in that the grain is corn, wheat, rice, barley, oats, millet, rye or millet.
NO864681A 1985-11-22 1986-11-21 PROCEDURE FOR DIRECT TRANSMISSION IN PLASTIDES AND MITOCONDRIES. NO864681L (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US80101485A 1985-11-22 1985-11-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO864681D0 NO864681D0 (en) 1986-11-21
NO864681L true NO864681L (en) 1987-05-25

Family

ID=25179963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO864681A NO864681L (en) 1985-11-22 1986-11-21 PROCEDURE FOR DIRECT TRANSMISSION IN PLASTIDES AND MITOCONDRIES.

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP0223247A3 (en)
JP (1) JPS62155093A (en)
CN (1) CN86107908A (en)
AU (1) AU6555586A (en)
BR (1) BR8605753A (en)
DK (1) DK559586A (en)
FI (1) FI864720A (en)
GB (1) GB2183660B (en)
HU (1) HUT42672A (en)
IL (1) IL80704A0 (en)
NO (1) NO864681L (en)
PL (1) PL262517A1 (en)
PT (1) PT83781B (en)
ZA (1) ZA868828B (en)

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0429093B1 (en) * 1984-05-11 2001-08-08 Syngenta Participations AG Transformation of plant genotype
DE3587548T2 (en) * 1984-12-28 1993-12-23 Bayer Ag Recombinant DNA that can be introduced into plant cells.
ES2039474T3 (en) * 1986-12-05 1993-10-01 Ciba-Geigy Ag IMPROVED PROCEDURE FOR THE TRANSFORMATION OF PLANT PROTOPLASTS.
US5350689A (en) * 1987-05-20 1994-09-27 Ciba-Geigy Corporation Zea mays plants and transgenic Zea mays plants regenerated from protoplasts or protoplast-derived cells
ES2074999T3 (en) * 1987-05-20 1995-10-01 Ciba Geigy Ag ZEA MAYS PLANTS AND TRANSGENIC PLANTS REGENERATED FROM PROTOPLASTS OR CELLS DERIVED FROM PROTOPLASTS.
US5693507A (en) * 1988-09-26 1997-12-02 Auburn University Genetic engineering of plant chloroplasts
US6680426B2 (en) 1991-01-07 2004-01-20 Auburn University Genetic engineering of plant chloroplasts
GB8901675D0 (en) * 1989-01-26 1989-03-15 Ici Plc Inhibitor of gene expression
US6376744B1 (en) * 1996-03-06 2002-04-23 Rutgers, The State University Of New Jersey Plastid transformation in Arabidopsis thaliana
ZA986574B (en) * 1997-07-23 2000-01-12 Sanford Scient Inc Improved plastid transformation of higher plants and production of transgenic plants with herbicide resistance.
US6271444B1 (en) 1998-07-10 2001-08-07 Calgene Llc Enhancer elements for increased translation in plant plastids
US6492578B1 (en) * 1998-07-10 2002-12-10 Calgene Llc Expression of herbicide tolerance genes in plant plastids
US6512162B2 (en) 1998-07-10 2003-01-28 Calgene Llc Expression of eukaryotic peptides in plant plastids
US6541682B1 (en) 1998-11-12 2003-04-01 Calgene Llc Plastid transformation of solanaceous plants
US6515206B1 (en) 1998-12-23 2003-02-04 Calgene Llc Plastid transformation of Brassica
WO2001070939A1 (en) * 2000-03-22 2001-09-27 Icon Genetics, Inc. Methods for transforming plant plastids and making transplastomic plants
DE10014412A1 (en) * 2000-03-24 2001-10-04 Mpb Cologne Gmbh Molecular Pla Expression vectors for the enrichment of a recombinantly produced protein in different cell compartments
AU2001257300A1 (en) 2000-04-26 2001-11-07 Monsanto Technology Llc Method for the transformation of plant cell plastids
AU2002306406A1 (en) * 2001-01-09 2002-09-12 Wyeth Dna constructs for cytoplasmic and mithochondrial expression and methods of making and using same
EP2360179A1 (en) 2002-03-22 2011-08-24 Bayer BioScience N.V. Novel bacillus thuringiensis insecticidal proteins
WO2007007147A2 (en) 2005-07-08 2007-01-18 Universidad Nacional Autonoma De Mexico Instituto De Biotecnologia Novel bacterial proteins with pesticidal activity
EP2554674B1 (en) 2007-12-21 2014-11-05 Keygene N.V. Trichome specific promoters
BRPI1010843A2 (en) 2009-06-08 2015-09-08 Nunhems Bv drought tolerant plants
WO2011000498A1 (en) 2009-07-01 2011-01-06 Bayer Bioscience N.V. Methods and means for obtaining plants with enhanced glyphosate tolerance
MX344585B (en) 2010-05-28 2016-12-20 Nunhems Bv Plants with increased fruit size.
AU2011276127B2 (en) 2010-07-08 2015-03-19 University Of Copenhagen Glucosinolate transporter protein and uses thereof
CN101979559A (en) * 2010-10-29 2011-02-23 复旦大学 High-temperature induced promoter and application thereof
WO2012165961A1 (en) 2011-05-31 2012-12-06 Keygene N.V. Pest resistant plants
US20140259223A1 (en) 2011-10-19 2014-09-11 Keygene N.V. Methods for producing cinnamolide and/or drimendiol
CN103013905B (en) * 2013-01-19 2014-03-26 安徽科技学院 Technique for preparing Sudan grass protoplast by using vacuum enzymolysis method
CN103013904A (en) * 2013-01-19 2013-04-03 安徽科技学院 Enzymatic hydrolysis preparation method for protoplasts of sorghum
WO2014142647A1 (en) 2013-03-14 2014-09-18 Wageningen Universiteit Fungals strains with improved citric acid and itaconic acid production
JP6978152B2 (en) 2015-09-04 2021-12-08 キージーン ナムローゼ フェンノートシャップ Multiphase spore reproductive gene
JP2019129705A (en) * 2016-03-31 2019-08-08 日本たばこ産業株式会社 Method for introducing substance into plant
US10982226B2 (en) 2016-06-20 2021-04-20 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Green alga bicarbonate transporter and uses thereof
CN107287185B (en) * 2017-07-22 2021-05-18 贵州省园艺研究所 Protoplast fusion method of potato tetraploid cultivar and diploid wild species
CN113874388A (en) 2019-05-29 2021-12-31 主基因有限公司 Parthenogenesis genes
IL301700A (en) 2020-10-13 2023-05-01 Keygene Nv Modified promoter of a parthenogenesis gene

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8200523A (en) * 1982-02-11 1983-09-01 Univ Leiden METHOD FOR TRANSFORMING IN VITRO PLANT PROTOPLASTS WITH PLASMIDE DNA.
SU1582990A3 (en) * 1983-01-17 1990-07-30 Монсанто Компани (Фирма) Method of producing transformed cells of dicetyledonous plant
DE3416978A1 (en) * 1983-05-12 1984-12-06 Stauffer Chemical Co., Westport, Conn. TRANSFORMATION OF EUKARYOTIC CELLS MEDIATED BY LIPOSOME
EP0429093B1 (en) * 1984-05-11 2001-08-08 Syngenta Participations AG Transformation of plant genotype
ZA853553B (en) * 1984-05-11 1985-12-24 Ciba Geigy Ag Transformation of hereditary material of plants
JPS6394929A (en) * 1986-06-23 1988-04-26 バイオテクニカ・インタ−ナショナル・インコ−ポレ−テッド Transformation of chrolophyll

Also Published As

Publication number Publication date
CN86107908A (en) 1987-09-30
GB2183660A (en) 1987-06-10
BR8605753A (en) 1987-08-25
DK559586D0 (en) 1986-11-21
EP0223247A2 (en) 1987-05-27
FI864720A0 (en) 1986-11-19
AU6555586A (en) 1987-05-28
GB2183660B (en) 1990-01-10
ZA868828B (en) 1987-09-30
EP0223247A3 (en) 1989-11-02
IL80704A0 (en) 1987-02-27
JPS62155093A (en) 1987-07-10
NO864681D0 (en) 1986-11-21
GB8627520D0 (en) 1986-12-17
HUT42672A (en) 1987-08-28
PL262517A1 (en) 1987-09-21
PT83781A (en) 1986-12-01
DK559586A (en) 1987-05-23
FI864720A (en) 1987-05-23
PT83781B (en) 1988-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO864681L (en) PROCEDURE FOR DIRECT TRANSMISSION IN PLASTIDES AND MITOCONDRIES.
JP7236121B2 (en) Plant genome editing method
Hess Pollen-based techniques in genetic manipulation
JP6967217B2 (en) How to make transformed plants
Li et al. Optimizing Agrobacterium-mediated transformation of grapevine
Rohini et al. Embryo transformation, a practical approach for realizing transgenic plants of safflower (Carthamus tinctorius L.)
ES2256856T3 (en) TRANSGENIC CELL SECTION PROCESS.
JP2000078936A (en) Transformation of genetic substance of plant
JP2000083680A (en) Introduction of gene into plant utilizing adventitious bud redifferentiation gene put under control due to photoinduction type promoter as selection marker gene and vector for transduction of gene into plant used therefor
MXPA03010967A (en) Plant artificial chromosomes, uses thereof and methods of preparing plant artificial chromosomes.
Sheikh Beig Goharrizi et al. Agrobacterium mediated transformation of somatic embryos of Persian walnut using fld gene for osmotic stress tolerance
US20240093222A1 (en) Methods for transforming corn explants
Sidorov et al. Agrobacterium-mediated maize transformation: immature embryos versus callus
Maliga Plastid transformation in flowering plants
MX2007002083A (en) Methods for plant regeneration, transformation and production of insect resistant transgenic okra.
EP0737748A1 (en) Efficient production of transgenic fertile homozygous plants from fresh microspores
Dandekar et al. Plant transformation: Agrobacterium-mediated gene transfer
Soliman Production of genetically modified grape (Vitis vinifera L.) plants
WO2021137299A1 (en) Plant modification method
US20130065312A1 (en) Method and composition for generating programmed cell death resistant algal cells
AU729635B2 (en) A method for producing the transformants of coffee plants and transgenic coffee plants
Rahangdale et al. Chapter 2: Gene Transfer Methods in Plants
Islam et al. Regeneration and Genetic Transformation of Tossa Jute ('Corchorus olitorius L.')
Bohorova et al. Laboratory protocols: CIMMYT Applied genetic engineering laboratory
CN108359688A (en) Improve method and its application of the plant to gibberellin inhibitor sensitiveness