RU2149187C1 - Vector for insertion of required gene in plant (variants), method of transgenic plant producing and method of insertion of at least two required genes in plant - Google Patents

Vector for insertion of required gene in plant (variants), method of transgenic plant producing and method of insertion of at least two required genes in plant Download PDF

Info

Publication number
RU2149187C1
RU2149187C1 RU97109836A RU97109836A RU2149187C1 RU 2149187 C1 RU2149187 C1 RU 2149187C1 RU 97109836 A RU97109836 A RU 97109836A RU 97109836 A RU97109836 A RU 97109836A RU 2149187 C1 RU2149187 C1 RU 2149187C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gene
plant
vector
dna
morphological abnormality
Prior art date
Application number
RU97109836A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97109836A (en
Inventor
Хироясу ЭБИНУМА
Коити СУГИТА
Етсуко МАЦУНАГА
Микико УЕСУГИ
Original Assignee
Ниппон Пейпер Индастриз Ко., Лтд.
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 Ниппон Пейпер Индастриз Ко., Лтд. filed Critical Ниппон Пейпер Индастриз Ко., Лтд.
Priority claimed from PCT/JP1995/002283 external-priority patent/WO1996015252A2/en
Publication of RU97109836A publication Critical patent/RU97109836A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2149187C1 publication Critical patent/RU2149187C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)

Abstract

FIELD: plant selection, molecular biology, biotechnology. SUBSTANCE: vector has gene that to be inserted in plant and gene-marker. It is possible to avoid the presence of usual selective gene-marker in transgenic plant since this results often to undesirable effects for plant transformation as gene-marker is presented by gene inducing morphological anomality being easily removable from DNA after insertion of vector in plant. EFFECT: improved method of vector insertion. 29 cl, 31 dwg, 3 tbl, 10 ex

Description

Настоящее изобретение относится к новому вектору для введения желаемого гена в растение, используя методы генной инженерии для получения трансгенного растения; к способу получения трансгенного растения, не подверженного влиянию селектируемого гена-маркера, используя указанный вектор; и способ введения по крайней мере двух желаемых генов в растение, используя указанный вектор. The present invention relates to a new vector for introducing a desired gene into a plant using genetic engineering methods to produce a transgenic plant; to a method for producing a transgenic plant not affected by a selectable marker gene using the specified vector; and a method for introducing at least two desired genes into a plant using said vector.

Предшествующий уровень техники
Трансформация микроорганизмов и культивируемых клеток с использованием генной инженерии в настоящее время применяется в производстве физиологически активных веществ, используемых в качестве лекарственных препаратов, внося таким образом большой вклад в данную отрасль. В области селекции растений промышленное применение генной инженерии отстает, поскольку цикл жизни растений намного дольше цикла микроорганизмов. Однако ввиду того, что данная технология позволяет вводить желаемый ген прямо в селекционируемые растения, она имеет следующие преимущества по сравнению с классическим селекционированием, которое требует множественного скрещивания.
State of the art
The transformation of microorganisms and cultured cells using genetic engineering is currently used in the production of physiologically active substances used as drugs, thus making a great contribution to this industry. In the field of plant breeding, the industrial application of genetic engineering is lagging behind, because the plant life cycle is much longer than the microorganism cycle. However, due to the fact that this technology allows you to enter the desired gene directly into the breeding plants, it has the following advantages compared to classical selection, which requires multiple crosses.

(а) Возможно изменение только улучшаемого свойства. (a) Only the property to be improved is subject to change.

(б) Возможно придание свойств видов, отличных от растений (таких как микроорганизмы и т.п.). (b) It is possible to impart properties to species other than plants (such as microorganisms, etc.).

(в) Возможно значительное сокращение селекционного периода. (c) A significant reduction in the selection period is possible.

Таким образом, активно изучались методы генной инженерии для селекции растений. Thus, methods of genetic engineering for plant breeding were actively studied.

Получение трансгенных растений включает следующие три стадии. Obtaining transgenic plants includes the following three stages.

(1) Введение желаемого гена в клетку растения (включая введение гена в хромосомы, ядро и т.п.). (1) Introduction of a desired gene into a plant cell (including introduction of a gene into chromosomes, nucleus, etc.).

(2) Отбор ткани растений, состоящей только из клеток, в которые был введен желаемый ген. (2) Selection of plant tissue consisting only of cells into which the desired gene has been introduced.

(3) Регенерирование растения из отобранной ткани растения. (3) Regenerating a plant from selected plant tissue.

С целью отбора трансгенных тканей, в которые был введен желаемый ген, необходима визуальная идентификация ткани, в которой происходит экспрессия желаемого гена, без регенерирования нового растения. Для этого желаемый ген обычно вводится в клетку растения вместе с селектируемым геном-маркером, экспрессия которого может быть легко выявлена на стадии культивирования клетки. Это значит, что экспрессия селектируемого гена-маркера используется в качестве показателя введения желаемого гена. Примерами обычных селектируемых генов-маркеров могут служить гены резистентности к антибиотикам, такие как ген резистентности к канамицину (т.е. ген неомицинфосфотрансферазы); ген резистентности к гигромицину (т. е. ген гигромицинфосфотрансферазы); гены синтетаз аминокислот, такие как ген синтетазы нопалина, ген синтетазы октопина, и ген резистентности к сульфонилмочевине (т.е. ген синтетазы аминоактата), который придает сельскохозяйственную химическую сопротивляемость. In order to select transgenic tissues into which the desired gene has been introduced, visual identification of the tissue in which the desired gene is expressed is necessary without regenerating a new plant. For this, the desired gene is usually introduced into the plant cell along with a selectable marker gene, the expression of which can be easily detected at the stage of cell cultivation. This means that expression of the selectable marker gene is used as an indicator of the introduction of the desired gene. Examples of conventional breeding marker genes include antibiotic resistance genes, such as the kanamycin resistance gene (i.e., the neomycin phosphotransferase gene); hygromycin resistance gene (i.e., hygromycin phosphotransferase gene); amino acid synthetase genes such as the nopaline synthetase gene, the octopine synthetase gene, and the sulfonylurea resistance gene (i.e., the aminoactate synthetase gene), which confers agricultural chemical resistance.

Однако экспрессия селектируемого гена-маркера может вызвать серьезные проблемы при использовании трансгенного растения в пищевых целях. Т.е. трудно утверждать, что генный продукт, произведенный путем экспрессии селективного гена-маркера, безопасен для человека. Следовательно, если трансгенное растение, содержащее селективный ген-маркер, будет продаваться в качестве пищевого продукта, необходимо проведение детального исследования с целью определения влияния селективного гена-маркера на человеческий организм. Например, ген фосфотрансферазы неомицина использовался в качестве селективного гена-маркера на лабораторном уровне с начала 1980 гг. В 1994 г. продукт этого гена был окончательно принят в качестве пищевой добавки Администрацией по контролю качества пищевых и лекарственных продуктов США. С этого времени трансгенные растения, содержащие ген фосфотрансферазы неомицина в качестве селективного гена-маркера, использовались в пищевых целях. Однако некоторые потребители продуктов, содержащих ген трансферазы неомицина, до сих пор обеспокоены воздействием этого гена. However, the expression of a selectable marker gene can cause serious problems when using a transgenic plant for food. Those. it is difficult to state that a gene product produced by expressing a selective marker gene is safe for humans. Therefore, if a transgenic plant containing a selective marker gene is sold as a food product, a detailed study is necessary to determine the effect of the selective marker gene on the human body. For example, the neomycin phosphotransferase gene has been used as a selective marker gene at the laboratory level since the early 1980s. In 1994, the product of this gene was finally accepted as a nutritional supplement by the US Food and Drug Administration. Since that time, transgenic plants containing the neomycin phosphotransferase gene as a selective marker gene have been used for food purposes. However, some consumers of products containing the neomycin transferase gene are still concerned about the effects of this gene.

Более того, селективные гены-маркеры, которые используются практически, являются единственными генами, такими как ген фосфотрансферазы неомицина, способствующими детоксикации фактора подавления роста клеток растений. Поэтому для отбора трансгенной ткани растения, в которую был введен желаемый ген, такая ткань культивируется в культуральной среде, содержащей фактор подавления роста и экспрессию селективного гена-маркера, а именно, определяется сопротивляемость ткани фактору подавления роста и используется в качестве показателя. Однако даже если ткань обладает такой сопротивляемостью, культивирование в присутствии фактора подавления может привести к нежелательному побочному действию на клетки растения, такому как снижение пролиферации и трансдифференцировке трансгенной ткани. Moreover, the selectable marker genes that are used in practice are the only genes, such as the neomycin phosphotransferase gene, that contribute to the detoxification of the plant cell growth inhibitory factor. Therefore, to select the transgenic tissue of the plant into which the desired gene was introduced, such tissue is cultivated in a culture medium containing growth suppression factor and expression of a selective marker gene, namely, the tissue resistance to growth suppression factor is determined and used as an indicator. However, even if the tissue has such resistance, cultivation in the presence of a suppression factor can lead to undesirable side effects on plant cells, such as decreased proliferation and transdifferentiation of transgenic tissue.

Далее, экспрессия селективного гена-маркера в клетке растения после отбора трансгенной ткани серьезно препятствует селекции растения путем последующего введения гена. Это означает, что при введении в трансгенное растение, содержащее селективный ген-маркер, другого гена, введение такого гена должно контролироваться с использованием другого селективного гена-маркера. Однако эффективность селективного гена-маркера зависит от вида растения, поэтому для определения условий для каждого селективного гена-маркера необходимо проведение предварительного теста (например, сообщается о том, что ген фосфотрансферазы гигромицина более эффективно воздействует на рисовые растения, чем ген фосфотрансферазы неомицина (K. Shimamoto et al., Nature (London), т. 338, стр. 274, 1989 г.). Более того, поскольку разновидности селективного гена-маркера ограничены, множественное введение гена не может повторяться бесконечно, просто путем замены селективного гена-маркера. Это значит, что число введений гена в определенное растение ограничено само по себе разновидностью селективного гена-маркера, который может быть использован для такого растения. Кроме того, вид селективного гена-маркера, который может быть действительно использован, ограничен, как указано выше. Соответственно, желательно найти способ удаления селективного гена-маркера из хромосомы после селекции трансгенной ткани растения, чтобы исключить влияние селективного гена-маркера на клетку, ткань и растение. Further, the expression of a selective marker gene in a plant cell after selection of transgenic tissue seriously interferes with plant selection by subsequent gene introduction. This means that when a different gene is introduced into a transgenic plant containing a selective marker gene, the introduction of such a gene should be controlled using another selective marker gene. However, the effectiveness of the selective marker gene depends on the type of plant, therefore, a preliminary test is necessary to determine the conditions for each selective marker gene (for example, it is reported that the hygromycin phosphotransferase gene more effectively affects rice plants than the neomycin phosphotransferase gene (K. Shimamoto et al., Nature (London), T. 338, p. 274, 1989) Moreover, since the species of the selective marker gene is limited, multiple gene introduction cannot be repeated indefinitely, simply by replacing of a selective marker gene, which means that the number of introductions of a gene into a particular plant is limited in itself by the type of selective marker gene that can be used for such a plant. In addition, the type of selective marker gene that can actually be used is limited, as indicated above Accordingly, it is desirable to find a way to remove the selective marker gene from the chromosome after selection of the transgenic tissue of the plant in order to exclude the influence of the selective marker gene on the cell, tissue and plant.

Известны два способа устранения воздействия селективного гена-маркера. В соответствии с первым способом, селективный ген-маркер и транспозон растения вводятся в его хромосому, а затем удаляются из нее (международная выложенная заявка N WO 92/01370). В соответствии со вторым способом, вместо транпозона используется сайт-специфичная рекомбинационная система фага P1 (Международная выложенная заявка N WO 93/01283). Используя эти методы, можно получать клетку, в которой селективный ген-маркер удаляется из хромосомы растения при данном отношении после введения гена. К сожалению, вероятность того, что селективный ген-маркер удаляется, очень низка. Two methods are known for eliminating the effects of a selective marker gene. In accordance with the first method, a selective marker gene and a plant transposon are introduced into its chromosome and then removed from it (international application Laid-Open No. WO 92/01370). In accordance with the second method, a site-specific phage P1 recombination system is used instead of the transposon (International Application Laid-Open No. WO 93/01283). Using these methods, it is possible to obtain a cell in which a selective marker gene is removed from the plant chromosome in this respect after the introduction of the gene. Unfortunately, the likelihood that a selective marker gene is deleted is very low.

Далее, клетки растения, из которого были удалены селективные гены-маркеры с использованием указанных способов, рассеяны среди клеток, в которых все еще присутствуют и экспрессируются селективные гены-маркеры. Эти два вида клеток нельзя различить визуально. Further, the cells of the plant from which the selective marker genes were removed using these methods are scattered among the cells in which the selective marker genes are still present and expressed. These two types of cells cannot be distinguished visually.

Клетки растений, содержащие селективные гены-маркеры и желаемые гены, могут быть отобраны исходя из их химической сопротивляемости, питательных требований и т.п. Однако во время селекции клетки, не содержащие селективные гены-маркеры, проявляют сильное ингибирование роста и часто разрушаются. Естественно, такие отборы не могут использоваться для получения клеток, не содержащих селективных генов-маркеров. Plant cells containing selective marker genes and desired genes can be selected based on their chemical resistance, nutritional requirements, etc. However, during selection, cells that do not contain selective marker genes exhibit strong growth inhibition and are often destroyed. Naturally, such selections cannot be used to obtain cells that do not contain selective marker genes.

С целью получения растений, не содержащих селективного гена-маркера и содержащих желаемый ген с использованием вышеуказанных способов, ткань растения, в котором перемешаны клетки, не содержащие селективный ген-маркер, и клетки, содержащие селективные гены-маркеры, пролиферируются, регенерируются, а затем анализируются на отбор, используя такие методы, как Southern гибридизация или полимеразная цепная реакция. In order to obtain plants that do not contain a selective marker gene and contain the desired gene using the above methods, the tissue of a plant in which cells containing no selective marker gene are mixed and cells containing selective marker genes are proliferated, regenerated, and then analyzed for selection using methods such as Southern hybridization or polymerase chain reaction.

Этот метод основывается на предпосылке, что регенерированная клетка получается от одной клетки и поэтому все клетки растения должны иметь одинаковые свойства. Таким образом, продукт, полученный из клетки, не содержащей селективного гена-маркера, состоит только из таких клеток. К сожалению, клетки, составляющие такой регенерированный продукт, не обязательно равномерны. Клетки, не содержащие хромосомы селективного гена-маркера, и клетки, содержащие селективный ген-маркер, присутствуют вместе и довольно неравномерно распределены даже в одном и том же отдельном регенерированном растении и в одной и той же его ткани. Таким образом, чрезвычайно трудно получить продукт, состоящий только из клеток, не содержащих селективный ген-маркер, на стадии, когда культивированная ткань трансдифференцируется с целью регенерации продукта. This method is based on the premise that a regenerated cell is obtained from one cell and therefore all plant cells must have the same properties. Thus, a product obtained from a cell that does not contain a selective marker gene consists only of such cells. Unfortunately, the cells that make up such a regenerated product are not necessarily uniform. Cells that do not contain the chromosomes of the selective marker gene and cells containing the selective marker gene are present together and are rather unevenly distributed even in the same separate regenerated plant and in the same tissue. Thus, it is extremely difficult to obtain a product consisting only of cells that do not contain a selective marker gene at the stage when the cultured tissue is transdifferentiated to regenerate the product.

Кроме того, известные аналитические методы отбора используют ткань, такую как лист, в качестве образца для тестирования (не весь продукт или отдельную клетку). Следовательно, анализируется только общая тенденция по отношению к состоянию селективного гена-маркера, присутствующего в одном листе. В этом случае обычно в одном и том же продукте или ткани присутствует как клетка, не содержащая селективный ген-маркер, так и клетка, содержащая указанный ген-маркер. Итак, даже при образовании продукта, состоящего только из клеток, не содержащих селективного гена-маркера, его трудно выделить. Даже если присутствие селективного гена-маркера в этой ткани не обнаруживается, ткани на других сайтах этого же продукта могут содержать селективный ген-маркер, или это просто означает, что количество селективного гена-маркера ниже предела обнаружения. Поэтому невозможно определить, является ли образец для теста полностью свободным от клеток, содержащих ген-маркер. In addition, well-known analytical screening methods use tissue, such as a sheet, as a test sample (not the entire product or a single cell). Therefore, only the general tendency is analyzed with respect to the state of the selectable marker gene present in one sheet. In this case, usually in the same product or tissue is present as a cell that does not contain a selective marker gene, and a cell containing the specified marker gene. So, even with the formation of a product consisting only of cells that do not contain a selective marker gene, it is difficult to isolate it. Even if the presence of a selective marker gene is not detected in this tissue, tissues at other sites of the same product may contain a selective marker gene, or it simply means that the amount of the selective marker gene is below the detection limit. Therefore, it is not possible to determine whether a test sample is completely free of cells containing a marker gene.

Используя вышеуказанные методы, можно получить продукт, не содержащий селективный ген-маркер, только из зародышевой клетки, такой как пыльца, клетка яйца и т.п. В результате самоопыления с использованием клетки яйца, не содержащего селективный ген-маркер, получается оплодотворенное яйцо, не содержащее селективный ген-маркер, с постоянным отношением в соответствии с классическим наследственным законом, и из этого оплодотворенного яйца получается продукт, имеющий такие же свойства, как и оплодотворенное яйцо. Используя этот продукт, можно осуществлять обычные аналитические методы, такие как Southern гибридизация. В частности, даже если клетка, не содержащая селективного гена-маркера, получается с использованием метода, описываемого в приводимой здесь ссылке, продукт, изготавливаемый из такой клетки, получают в первый раз путем трансдифференцирования растения из культуральной ткани, содержащей такую клетку, проводя перекрещивание регенерированного растения и получая потомство F1 или более поздние генерации. Полученный таким образом продукт может быть выделен как продукт, не содержащий селективного гена-маркера.Using the above methods, it is possible to obtain a product that does not contain a selective marker gene only from an germ cell, such as pollen, an egg cell, and the like. Self-pollination using an egg cell that does not contain a selective marker gene results in a fertilized egg that does not contain a selective marker gene with a constant ratio in accordance with the classical hereditary law, and from this fertilized egg a product is obtained that has the same properties as and a fertilized egg. Using this product, conventional analytical methods such as Southern hybridization can be carried out. In particular, even if a cell that does not contain a selective marker gene is obtained using the method described in this link, a product made from such a cell is obtained for the first time by transdifferentiation of a plant from culture tissue containing such a cell by crossing the regenerated plants and receiving offspring F 1 or later generations. The product thus obtained can be isolated as a product lacking a selective marker gene.

С целью удаления селективного гена-маркера из трансгенного растения JP-A-6-276872 описывает способ введения гена, в соответствии с которым селективный ген-маркер вставляется в отдельный плазмидный вектор, отличный от вектора, содержащего желаемый ген. Плазмида, содержащая селективный ген-маркер, удаляется из клетки после завершения введения гена (термин "JP-A", используемый здесь, означает опубликованную Японскую заявку на патент). Однако этот способ требует стадии перекрещивания для удаления селективного гена-маркера. В этом отношении, данный метод такой же, как и обе вышеупомянутые ссылки. In order to remove a selective marker gene from a transgenic plant, JP-A-6-276872 describes a method for introducing a gene according to which a selective marker gene is inserted into a separate plasmid vector other than a vector containing the desired gene. A plasmid containing a selective marker gene is removed from the cell after the introduction of the gene is complete (the term "JP-A" as used here means published Japanese patent application). However, this method requires a crossover step to remove the marker marker gene. In this regard, this method is the same as both of the above links.

Вышеуказанные способы трудноприменимы к древесным растениям, имеющим длительный период роста, стерильным продуктам или гибридному продукту, в котором F1 ценен сам по себе. Далее, при использовании удаляемых элементов ДНК, таких как транспозон и т.п., отношение, при котором эти элементы удаляются из хромосомной ДНК, вирусного вектора ДНК и т.п., где эти элементы присутствуют и функционируют, обычно чрезвычайно низкое. Соответственно, необходимо, чтобы удаление этих элементов (в частности, удаление селективного гена-маркера) легко прослеживалось в действительности по крайней мере на стадии культивированной ткани. В том случае, если это нельзя проследить до трансдифференцирования культивированной ткани и образования более позднего поколения через перекрещивание регенерированного продукта, способ не является практичным.The above methods are difficult to apply to woody plants having a long growth period, sterile products or a hybrid product in which F 1 is valuable in itself. Further, when using deleted DNA elements such as transposon and the like, the ratio at which these elements are removed from the chromosomal DNA, viral DNA vector and the like where these elements are present and functioning is usually extremely low. Accordingly, it is necessary that the removal of these elements (in particular, the removal of the selective marker gene) is easily traceable in reality, at least at the stage of the cultured tissue. In the event that this cannot be traced to the transdifferentiation of the cultured tissue and the formation of a later generation by crossing the regenerated product, the method is not practical.

Раскрытие изобретения
Соответственно, целью настоящего изобретения является обеспечение вектора, содержащего ген, который желательно ввести в растение, и селективный ген-маркер, при котором растение, содержащее указанный ген, не оказывает при потреблении побочного воздействия на человеческий организм, даже при экспрессии селективного гена-маркера.
Disclosure of Invention
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a vector containing a gene that is desired to be introduced into a plant and a selective marker gene, in which a plant containing said gene does not have a side effect on the human body when consumed, even when expressing a selective marker gene.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение вектора для введения желаемого гена в растение, при котором вектор содержит селективный ген-маркер, обеспечивающий отбор трансгенной ткани, без использования фактора подавления роста клетки растения, снижающего активность клетки растения. Another objective of the present invention is the provision of a vector for introducing the desired gene into a plant, in which the vector contains a selective marker gene that allows the selection of transgenic tissue, without using a cell growth inhibitory factor that reduces plant cell activity.

Следующей целью настоящего изобретения является обеспечение вектора для введения желаемого гена в растение, при котором вектор содержит селективный ген-маркер и действует таким образом, чтобы исключить воздействие селективного гена-маркера путем удаления селективного гена-маркера из ДНК, в которой селективный ген-маркер присутствует и функционирует. Используя этот вектор, желаемый ген может быть эффективно введен повторно. A further object of the present invention is to provide a vector for introducing a desired gene into a plant, wherein the vector contains a selective marker gene and acts so as to eliminate the effects of the selective marker gene by removing the selective marker gene from DNA in which the selective marker gene is present and functioning. Using this vector, the desired gene can be efficiently re-introduced.

Очередной целью настоящего изобретения является обеспечение способа получения трансгенного растения, используя такой вектор, который может устранить воздействие селективного гена-маркера, не включая стадию производства F1 или более поздних генераций путем скрещивания, и способа разнообразного введения генов в растение путем применения вышеописанного способа.Another objective of the present invention is the provision of a method for producing a transgenic plant using a vector that can eliminate the effects of a selective marker gene, not including the stage of production of F 1 or later generations by crossing, and a method for the diversified introduction of genes into a plant by applying the method described above.

Эти и другие цели настоящего изобретения достигаются использованием вектора, включающего желаемый ген и по крайней мере один ген с индукцией морфологической аномальности в качестве селективного гена-маркера. These and other objectives of the present invention are achieved by using a vector comprising the desired gene and at least one gene with the induction of morphological abnormality as a selective marker gene.

Далее, эти и другие цели настоящего изобретения достигаются использованием такого вектора, в котором селективный ген-маркер удаляется из ДНК после его экспрессии. Экспрессия селективного гена-маркера и прекращение его функции определяется путем морфологических изменений ткани, в которую был введен селективный ген-маркер. Further, these and other objectives of the present invention are achieved by using a vector in which a selective marker gene is removed from the DNA after its expression. The expression of the selective marker gene and the termination of its function is determined by morphological changes in the tissue into which the selective marker gene was introduced.

Более того, эти и другие цели настоящего изобретения достигаются использованием вектора, включающего желаемый ген, по крайней мере один ген с индукцией морфологической аномальности в качестве селективного гена-маркера, и удаляемый элемент ДНК. Ген с индукцией морфологической аномальности размещается таким образом, что он ведет себя так же, как и удаляемый элемент ДНК. Желаемый ген размещается таким образом, что он не ведет себя так же, как и удаляемый элемент ДНК. Moreover, these and other objectives of the present invention are achieved by using a vector comprising the desired gene, at least one gene with the induction of morphological abnormality as a selective marker gene, and a deleted DNA element. A gene with the induction of morphological abnormality is placed in such a way that it behaves in the same way as a deleted DNA element. The desired gene is arranged in such a way that it does not behave the same as the deleted DNA element.

Далее, эти и другие цели настоящего изобретения достигаются путем обеспечения способа производства трансгенного растения, свободного от воздействия селективного гена-маркера, включающего следующие стадии:
(A) введение вектора в клетку растения, при котором указанный вектор включает желаемый ген, по крайней мере один ген с индукцией морфологической аномальности и удаляемый элемент ДНК, при этом указанный ген с индукцией морфологической аномальности размещается таким образом, что он ведет себя так же, как и удаляемый элемент ДНК, а желаемый ген размещается таким образом, что он не ведет себя так же, как и удаляемый элемент ДНК;
(B) культивирование клетки растения, полученной в (A), выявление морфологической аномальной ткани растения, которая появляется во время культивирования, и отбор морфологически аномальной ткани, и
(C) культивирование указанной морфологически аномальной ткани, отобранной по подпункту (B), выявление морфологически нормальной ткани, которая появляется во время культивирования, и отбор морфологически нормальной ткани.
Further, these and other objectives of the present invention are achieved by providing a method for producing a transgenic plant free of the effects of a selective marker gene, comprising the following steps:
(A) introducing a vector into a plant cell, wherein said vector comprises a desired gene, at least one gene with induction of morphological abnormality and a deleted DNA element, wherein said gene with induction of morphological abnormality is placed in such a way that it behaves the same way as the deleted DNA element, and the desired gene is placed in such a way that it does not behave the same as the deleted DNA element;
(B) cultivating the plant cell obtained in (A), detecting the morphological abnormal plant tissue that appears during cultivation, and selecting morphologically abnormal tissue, and
(C) culturing said morphologically abnormal tissue selected according to subparagraph (B), detecting morphologically normal tissue that appears during cultivation, and selecting morphologically normal tissue.

Далее, эти и другие цели настоящего изобретения достигаются путем обеспечения способа введения по крайней мере двух желаемых генов в растение, включающего по крайней мере двукратное проведение следующих стадий:
(A) введение вектора в клетку растения, при котором указанный вектор включает желаемый ген, по крайней мере один ген с индукцией морфологической аномальности в качестве селективного гена-маркера, и удаляемый элемент ДНК, при этом указанный ген с индукцией морфологической аномальности размещается таким образом, что он ведет себя так же, как и удаляемый элемент ДНК, а указанный желаемый ген размещается таким образом, что он не ведет себя так же, как и удаляемый элемент ДНК,
(B) культивирование клетки растения, полученной в (A), выявление морфологически нормальной ткани растения, которая появляется во время культивирования, и отбор указанной морфологически аномальной ткани, и
(C) культивирование указанной морфологически аномальной ткани, отобранной в (B), выявление морфологически нормальной ткани, которая появляется во время культивирования, и отбор указанной морфологически нормальной ткани.
Further, these and other objectives of the present invention are achieved by providing a method for introducing at least two desired genes into a plant, comprising at least twice the following steps:
(A) introducing a vector into a plant cell, wherein said vector comprises the desired gene, at least one gene with the induction of morphological abnormality as a selective marker gene, and a deleted DNA element, wherein said gene with the induction of morphological abnormality is placed in such a way that it behaves the same as the deleted DNA element, and the indicated desired gene is placed in such a way that it does not behave the same as the deleted DNA element,
(B) cultivating the plant cell obtained in (A), detecting morphologically normal plant tissue that appears during cultivation, and selecting said morphologically abnormal tissue, and
(C) culturing said morphologically abnormal tissue selected in (B), detecting morphologically normal tissue that appears during cultivation, and selecting said morphologically normal tissue.

Кроме того, эти и другие цели настоящего изобретения достигаются путем регенерации растения посредством культивирования вышеописанной морфологически нормальной ткани. In addition, these and other objectives of the present invention are achieved by regenerating the plant by culturing the above morphologically normal tissue.

Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой диаграмму плазмиды Ti и рестрикционную карту эндонуклеазы фрагмента Pst I на участке T-DNA штамма A. tumefaciens PO22.
Brief Description of the Drawings
FIG. 1 is a Ti plasmid diagram and an endonuclease restriction map of the Pst I fragment in the T-DNA region of A. tumefaciens PO22 strain.

Фиг. 2 представляет собой диаграмму конструкции pIPT2. FIG. 2 is a pIPT2 construction diagram.

Фиг. 3 представляет собой диаграмму конструкции pIPT3 из pIPT2. FIG. 3 is a diagram of the construction of pIPT3 from pIPT2.

Фиг. 4 представляет собой диаграмму конструкции pIPT4 из pIPT3. FIG. 4 is a construction diagram of pIPT4 from pIPT3.

Фиг. 5 представляет собой рестрикционную карту эндонуклеазы участка T-ДНК в структуре pIPT4. FIG. 5 is a restriction map of the endonuclease of a T-DNA region in the pIPT4 structure.

Фиг. 6 показывает результаты анализа полимеразной реакции синтеза цепи крайнего побега фенотипа табака, в который был введен ген с использованием pIPT4. FIG. Figure 6 shows the results of the analysis of the polymerase reaction of the synthesis of the extreme shoot of the tobacco phenotype into which the gene was introduced using pIPT4.

Фиг. 7 представляет собой диаграмму конструкции pNPI102. FIG. 7 is a construction diagram of pNPI102.

Фиг. 8 представляет собой диаграмму конструкции pNPI103 из pIPT4 и pNPI102. FIG. 8 is a construction diagram of pNPI103 from pIPT4 and pNPI102.

Фиг. 9 представляет собой диаграмму конструкции pNPI106 из pNPI103. FIG. 9 is a construction diagram of pNPI106 from pNPI103.

Фиг. 10 представляет собой рестрикционную карту эндонуклеазы участка T-ДНК в структуре pNPI106. FIG. 10 is a restriction map of the endonuclease of a T-DNA region in the structure of pNPI106.

Фиг. 11 представляет собой фотографию побега N 2 через месяц культивирования, как описано в примере 2. FIG. 11 is a photograph of shoot N 2 after a month of cultivation, as described in example 2.

Фиг. 12 представляет собой фотографию побега N 8 через месяц культивирования, как описано в примере 2. FIG. 12 is a photograph of shoot No. 8 after a month of cultivation, as described in Example 2.

Фиг. 13 показывает результаты анализа полимеразной реакции синтеза цепи побега N 8, как описано в примере 2. FIG. 13 shows the results of an analysis of the polymerase reaction of synthesis of the escape chain N 8, as described in example 2.

Фиг. 14 показывает результаты анализа полимеразной реакции синтеза цепи нормального продукта, полученного из побегов NN 13-1 и 14-1, как описано в примере 3. FIG. 14 shows the results of the analysis of the polymerase reaction of chain synthesis of a normal product obtained from shoots NN 13-1 and 14-1, as described in example 3.

Фиг. 15 представляет собой фотографию нормальных побегов, дифференциальных от крайнего фенотипа побега табака, как описано в примере 3. FIG. 15 is a photograph of normal shoots differentiated from the extreme phenotype of a tobacco shoot, as described in Example 3.

Фиг. 16 показывает результаты анализа полимеразной реакции синтеза цепи нормального продукта, получаемого из листа, сформировавшегося из побега N 7, как описано в примере 2. FIG. 16 shows the results of an analysis of the polymerase reaction of chain synthesis of a normal product obtained from a leaf formed from shoot No. 7, as described in Example 2.

Фиг. 17 представляет собой диаграмму конструкции pNPI128. FIG. 17 is a construction diagram of pNPI128.

Фиг. 18 представляет собой диаграмму конструкции pNPI129 из pNPI128. FIG. 18 is a construction diagram of pNPI129 from pNPI128.

Фиг. 19 представляет собой диаграмму конструкции pNPI132 из pNPI101 и pNPI129. FIG. 19 is a construction diagram of pNPI132 of pNPI101 and pNPI129.

Фиг. 20 представляет собой рестрикционную карту эндонуклеазы участка Т-ДНК в структуру pNPI132. FIG. 20 is a restriction map of the endonuclease of a T-DNA region into the pNPI132 structure.

Фиг. 21 показывает результаты анализа полимеразной реакции синтеза цепи нормальных продуктов, полученных из побегов NN 15-21, как описано в примере 5, используя затравки, в которых было выявлено присутствие гена ipt. FIG. 21 shows the results of the analysis of the polymerase reaction of chain synthesis of normal products obtained from shoots NN 15-21, as described in example 5, using seeds in which the presence of the ipt gene was detected.

Фиг. 22 показывает результаты анализа полимеразной реакции синтеза цепи нормальных продуктов, полученных из побегов NN 15-21, как описано в Примере 5, используя затравки, в которых было выявлено устранение участка, удерживаемого парой Rs, включая ген ipt. FIG. 22 shows the results of the analysis of the polymerase reaction of the synthesis of a chain of normal products obtained from shoots NN 15-21, as described in Example 5, using seeds, in which the elimination of the region retained by the Rs pair, including the ipt gene, was detected.

Фиг. 23 показывает результаты анализа полимеразной реакции синтеза цепи нормальных продуктов, полученных из побегов NN 15-21, как описано в примере 5, в котором было выявлено наличие гена GUS. FIG. 23 shows the results of the analysis of the polymerase reaction of chain synthesis of normal products obtained from shoots NN 15-21, as described in example 5, in which the presence of the GUS gene was detected.

Фиг. 24 показывает результаты анализа полимеразной реакции синтеза цепи нормальных продуктов, полученных от линии, которая не смогла сформировать крайнего фенотипа побега, как описано в примере 5. FIG. 24 shows the results of the analysis of the polymerase reaction of the synthesis of a chain of normal products obtained from a line that could not form an extreme shoot phenotype, as described in Example 5.

Фиг. 25 представляет собой диаграмму конструкции pNPI702. FIG. 25 is a design diagram of pNPI702.

Фиг. 26 представляет собой рестрикционную карту эндонуклеазы участка Т-ДНК в структуре pNPI702. FIG. 26 is a restriction map of the endonuclease of a T-DNA region in the structure of pNPI702.

Фиг. 27 представляет собой фотографию нормальных побегов, дифференцированных от крайнего фенотипа побега гибридной осины, как описано в примере 7. FIG. 27 is a photograph of normal shoots differentiated from the extreme phenotype of a hybrid aspen shoot, as described in Example 7.

Фиг. 28 представляет собой рестрикционную карту эндонуклеазы участка Т-ДНК в структуре pNPI140. FIG. 28 is a restriction map of the endonuclease of a T-DNA region in the structure of pNPI140.

Фиг. 29 показывает результаты анализа полимеразной реакции синтеза цепи нормального побега, отдифференцированного от крайнего фенотипа побега после разнообразного введения генов, как описано в примере 8. FIG. 29 shows the results of the analysis of the polymerase reaction of the synthesis of a normal shoot chain, differentiated from the extreme shoot phenotype after various gene introductions, as described in example 8.

Лучший вариант осуществления изобретения
В данном описании ген с индукцией морфологической аномальности (MAI) означает ген, индуцирующий в ткани растения морфологически аномальную дифференциацию, такую как карликовость, нарушение доминирования верхушки, изменение пигментов, образование пробелов в кроне, образование волосистых корней, волнистость листьев и т.п. Помимо предпочтительного гена (MAI), могут использоваться гены, выделенные из бактерий рода Agrobacterium, или им подобные, индуцирующие опухоли или тератомы (т.е. образование добавочных побегов и придаточных корней) в различных растениях. Примерами этих различных генов MAI являются гены синтеза цитокина (например, ген ipt (изопентенилтрансфераза) (A.C. Smigocki. L.D. Owens, Procl. Natl. Acad. Sci. U. S. A., т. 85, с. 5131, 1988)), ген iaaM (триптофан монооксигеназа), (H.J. Klee et al. , GENES & DEVELOPMENT, т. 1, с. 86, 1987), ген 5 (H. Korber et al. , EMBO Journal, vol. 10, p. 3983, 1991), ген 6b (P.J.J. Hooykaas et al., Plant Mol. Biol. , т. 11, p. 791, 1988), и гены rol, такие как rolA, rolB, rolC и rolD (F.F. White et al., J. Bacteriol., vol. 164, стр. 33, 1985). Далее такими примерами являются ген iaaL (индолуксусная кислота-лизин синтетаза), такой как Pseudomonas syringae подвид savastanoi (A. Spena et al., vol. , Gen Genet. , vol. 227, p. 205, 1991), гены-гомеобоксы и гены фитохрома в различных растениях. Предпочтительно используются гены синтеза цитокина, такие как ген ipt или по крайней мере один ген, выбранный из генов rol, (более предпочтительно гены rol, содержащие гены rolA, rolB и rolC). Ген ipt присутствует в Т-ДНК Agrobacterium tumefaciens и вызывает нарушение доминирования верхушки. Гены rol, содержащие гены rolA, rolB и rolC, присутствуют в Т-ДНК Agrobacterium rhizogenes и по крайней мере один из них вызывает образование волосистых корней, карликовость, волнистость листьев и т.п. растения, регенерированного из волосистых корней.
The best embodiment of the invention
In this description, a gene with the induction of morphological abnormality (MAI) means a gene that induces morphologically abnormal differentiation in plant tissue, such as dwarfism, impaired apex dominance, pigment changes, formation of gaps in the crown, formation of hairy roots, leaf waviness, etc. In addition to the preferred gene (MAI), genes isolated from bacteria of the genus Agrobacterium or the like, inducing tumors or teratomas (i.e., the formation of additional shoots and adnexa roots) in various plants can be used. Examples of these different MAI genes are cytokine synthesis genes (e.g. ipt (isopentenyl transferase) gene (AC Smigocki. LD Owens, Procl. Natl. Acad. Sci. USA, T. 85, p. 5131, 1988)), iaaM gene (tryptophan monooxygenase), (HJ Klee et al., GENES & DEVELOPMENT, vol. 1, p. 86, 1987), gene 5 (H. Korber et al., EMBO Journal, vol. 10, p. 3983, 1991), gene 6b (PJJ Hooykaas et al., Plant Mol. Biol., Vol. 11, p. 791, 1988), and rol genes such as rolA, rolB, rolC and rolD (FF White et al., J. Bacteriol., vol. 164, p. 33, 1985). Further examples are the iaaL gene (indoleacetic acid-lysine synthetase), such as Pseudomonas syringae subspecies savastanoi (A. Spena et al., Vol., Gen Genet., Vol. 227, p. 205, 1991), homeobox genes and phytochrome genes in various plants. Preferably, cytokine synthesis genes are used, such as the ipt gene or at least one gene selected from rol genes (more preferably rol genes containing rolA, rolB and rolC genes). The ipt gene is present in T-DNA of Agrobacterium tumefaciens and causes a violation of the apex dominance. Rol genes containing the rolA, rolB, and rolC genes are present in the T-DNA of Agrobacterium rhizogenes and at least one of them causes the formation of hairy roots, dwarfism, leaf waviness, etc. plants regenerated from hairy roots.

Используя методы настоящего изобретения, можно запрограммировать комбинацию этих селективных генов-маркеров таким образом, что специфическая структура, такая как дополнительный побег, придаточный корень и т.п., трансдифференцируется в отдельном растении, в которые вводятся эти селективные гены-маркеры. В соответствии с настоящим изобретением такая комбинация генов MAI может быть использована в соответствии с условиями получения трансгенного растения, подходящего для введения генов. Using the methods of the present invention, it is possible to program a combination of these selective marker genes in such a way that a specific structure, such as an extra shoot, subordinate root, etc., is transdifferentiated in a separate plant into which these selective marker genes are introduced. In accordance with the present invention, such a combination of MAI genes can be used in accordance with the conditions for obtaining a transgenic plant suitable for introducing genes.

Морфологически аномальная ткань, полученная путем внедрения гена MAI в клетку, состоит только из клеток, содержащих этот ген. Поэтому, используя этот ген в качестве селективного гена-маркера, вместе с желаемым геном конструируется вектор. При введении этого вектора в клетку растения и культивировании трансгенной клетки ткань, состоящая только из этой клетки, в которую вводятся селективный ген-маркер и желаемый ген, может быть отделена путем визуального отделения образовавшейся морфологической аномальной ткани от этой клетки. Morphologically abnormal tissue obtained by introducing the MAI gene into a cell consists only of cells containing this gene. Therefore, using this gene as a selective marker gene, a vector is constructed along with the desired gene. When this vector is introduced into a plant cell and the transgenic cell is cultured, a tissue consisting only of this cell, into which the selective marker gene and the desired gene are introduced, can be separated by visual separation of the resulting morphological abnormal tissue from this cell.

Подходящие векторы, используемые в соответствии с настоящим изобретением, имеют последовательность ДНК, которая внедряет посторонний ген в клетку-хозяин и которая экспрессирует посторонний ген внутри клетки хозяина. Suitable vectors used in accordance with the present invention have a DNA sequence that embeds an extraneous gene into a host cell and which expresses an extraneous gene within the host cell.

При введении гена с использованием вектора в соответствии с настоящим изобретением ткань растения, состоящая только из трансформированной клети, может быть визуально отделена путем простого культивирования клетки после операции по введению гена в общую культуральную среду, такую как культуральная среда Мурашиге-Скуг, при обычных условиях культивирования. Поскольку отпадает необходимость использования специальной субстанции для выделения трансформированной ткани, такой как фактор подавления роста клетки растения и т. п. , процедура не только упрощается, но и благодаря такой субстанции активность клетки растения не снижается. Кроме того, ген MAI присущ растению или данный ген спонтанно внедряется в растение через инфекцию с бактериями и т. п. Следовательно, растение, полученное с использованием вектора в соответствии с настоящим изобретением, не отличается от естественных растений, имеющих данную морфологическую аномальность. When a gene is introduced using the vector in accordance with the present invention, plant tissue consisting only of a transformed stand can be visually separated by simply culturing the cell after the operation of introducing the gene into a common culture medium, such as Murashige-Skoog culture medium, under normal culturing conditions . Since there is no need to use a special substance to isolate transformed tissue, such as a factor for suppressing the growth of plant cells, etc., the procedure is not only simplified, but also due to such a substance, the activity of plant cells does not decrease. In addition, the MAI gene is inherent in the plant or this gene is spontaneously introduced into the plant through infection with bacteria, etc. Therefore, the plant obtained using the vector in accordance with the present invention does not differ from natural plants having this morphological abnormality.

Подходящие векторы в соответствии с настоящим изобретением включают вектор, в котором ген MAI расположен так, что он действует вместе с удаляемым ДНК, а желаемый ген размещается таким образом, что он не действует вместе с удаляемым элементом ДНК. Suitable vectors in accordance with the present invention include a vector in which the MAI gene is located so that it acts together with the deleted DNA, and the desired gene is placed in such a way that it does not work together with the deleted DNA element.

В данном описании удаляемый элемент ДНК представляет собой элемент последовательности ДНК, который может сам выводиться из ДНК, в которой элемент ДНК существует и функционирует. В растениях в качестве такого элемента известен транспозон, присутствующий в хромосоме. Структура, активность и поведение транспозонов были установлены почти полностью. В принципе, для функционирования транспозона необходимы два компонента: (1) фермент, который экспрессируется из присутствующего в нем гена и который катализирует вырезание (эксцизию) и транспозицию самого транспозона (транспозаза), и (2) связывающие последовательности ДНК, которые присутствуют на концевых участках транспозона и на которые действует транспозаза. С помощью этих элементов транспозон эксцизируется из хромосомы, в которой он содержится, а затем обычно переносится на новую позицию в ДНК. Однако при определенном соотношении транспозон также исчезает без переноса. Настоящее изобретение учитывает такую ошибку переноса транспозона. As used herein, a deleted DNA element is an element of a DNA sequence that can itself be derived from the DNA in which the DNA element exists and functions. In plants, the transposon present on the chromosome is known as such an element. The structure, activity, and behavior of transposons have been established almost completely. In principle, for the functioning of the transposon, two components are necessary: (1) an enzyme that is expressed from the gene present in it and which catalyzes the excision (excision) and transposition of the transposon itself (transposase), and (2) the DNA binding sequences that are present at the terminal sites transposon and on which transposase acts. Using these elements, the transposon is excised from the chromosome in which it is contained, and then usually transferred to a new position in the DNA. However, at a certain ratio, the transposon also disappears without transfer. The present invention takes into account such a transposon transfer error.

Существует два вида транспозона: автономный транспозон и неавтономный транспозон. Автономный транспозон поддерживает два элемента: транспозазу и связывающую последовательность ДНК. В автономном транспозоне транспозаза экспрессируется и связывается со связующей последовательностью ДНК для действия, при этом транспозон автономно эксцизируется из хромосомы. Неавтономный транспозон удерживает концевую связывающую последовательность ДНК, с которой связана транспозаза для действия. В неавтономном транспозоне ген подвергается мутации, при которой транспозаза не экспрессируется; таким образом, транспозон не может быть эксцизирован из хромосомы автономно. Однако, если транспозаза поступает в неавтономный транспозон из автономного транспозона или из независимого гена транспозазы, неавтономный транпозон ведет себя подобно автономному транспозону. There are two types of transposon: autonomous transposon and non-autonomous transposon. Autonomous transposon supports two elements: transposase and DNA binding sequence. In an autonomous transposon, transposase is expressed and bound to the DNA binding sequence for action, while the transposon is autonomously excised from the chromosome. A non-autonomous transposon holds the terminal DNA binding sequence to which transposase is linked for action. In a non-autonomous transposon, a gene undergoes a mutation in which transposase is not expressed; Thus, the transposon cannot be excised from the chromosome autonomously. However, if a transposase enters a non-autonomous transposon from an autonomous transposon or from an independent transposase gene, the non-autonomous transposon behaves like an autonomous transposon.

Примерами автономных транспозонов могут служить Ac и Smp, выделенные из кукурузы (A. Gierl, H. Saedler, Plant Mol. Biol., vol. 19, p. 39, 1992). Ac может быть получен путем гидролизации генного локуса wx-m7 в хромосоме кукурузы с помощью рестрикционной эндонуклеазы Sau3A (U. Behrens et al., Mol. Gen. Genet. , vol. 194, p. 346, 1984). Этот автономный транспозон является самым изученным среди транспозонов растений. Фактически, уже была определена последовательность ДНК (M. Muller-Neumann et al., Mol. Gen. Genet., vol. 198, p. 19, 1984). Examples of autonomous transposons are Ac and Smp isolated from maize (A. Gierl, H. Saedler, Plant Mol. Biol., Vol. 19, p. 39, 1992). Ac can be obtained by hydrolyzing the wx-m7 gene locus on the maize chromosome using the restriction endonuclease Sau3A (U. Behrens et al., Mol. Gen. Genet., Vol. 194, p. 346, 1984). This autonomous transposon is the most studied among plant transposons. In fact, the DNA sequence has already been determined (M. Muller-Neumann et al., Mol. Gen. Genet., Vol. 198, p. 19, 1984).

Примерами неавтономных транспозонов могут служить Ds и dSpm, полученные путем делеции внутренних участков Ac и Spm соответственно (H.-P. Doring, P. Starlinger, Ann. Rev. Genet., vol. 20, p. 175, 1986), а также транспозоны, выделенные из многих растений (не кукурузы), таких как львиный зев, ипомея и т.п. (например, Y. Inagaki et al., Plant Cell, vol. 6, p. 375, 1994). Examples of non-autonomous transposons are Ds and dSpm obtained by deletion of the internal regions of Ac and Spm, respectively (H.-P. Doring, P. Starlinger, Ann. Rev. Genet., Vol. 20, p. 175, 1986), and transposons isolated from many plants (not corn), such as snapdragon, morning glory, etc. (e.g., Y. Inagaki et al., Plant Cell, vol. 6, p. 375, 1994).

Когда эти транспозоны вводятся в хромосомы экзогенных растений, они также эксцизируются из хромосомы и переносятся, проявляя свою активность (например. B. Baker et. al. , Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., vol. 83, p. 4844, 1986). When these transposons are introduced into the chromosomes of exogenous plants, they are also excised from the chromosome and transferred, showing their activity (e.g. B. Baker et. Al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 83, p. 4844, 1986 )

В соответствии с настоящим изобретением можно использовать как автономные, так и неавтономные транспозоны. Неавтономные транспозоны могут быть использованы путем инсерции и них функционирующего гена транспозазы. In accordance with the present invention, both autonomous and non-autonomous transposons can be used. Non-autonomous transposons can be used by insertion of a functioning transposase gene, too.

Другим подвижным геном ДНК, который не присутствует в растениях, но который может использоваться в соответствии с настоящим изобретением, является элемент, полученный из сайт-специфичной рекомбинационной системы. Сайт-специфичная рекомбинационная система состоит из двух элементов: (1) рекомбинационный сайт (соответствующий подвижному элементу ДНК в соответствии с настоящим изобретением), имеющий характерную последовательность ДНК, и (2) фермент, который специфично связывает последовательность ДНК и катализирует рекомбинирование между последовательностями ДНК при наличии двух и более последовательностей (рекомбиназа). Когда две последовательности ДНК ориентированы в одном и том же направлении при заданном интервале одной и той же молекулы ДНК, участок, удерживаемый этими последовательностями ДНК, эксцизируется из молекулы ДНК, такой как плазмида, хромосома и т.п. Когда две последовательности ДНК ориентируются в противоположных направлениях одной и той же молекулы ДНК, участок, удерживаемый этими последовательностями ДНК, инвертируется. Another mobile DNA gene that is not present in plants, but which can be used in accordance with the present invention, is an element derived from a site-specific recombination system. A site-specific recombination system consists of two elements: (1) a recombination site (corresponding to a movable DNA element in accordance with the present invention) having a characteristic DNA sequence, and (2) an enzyme that specifically binds a DNA sequence and catalyzes recombination between DNA sequences when the presence of two or more sequences (recombinase). When two DNA sequences are oriented in the same direction for a given interval of the same DNA molecule, the region held by these DNA sequences is excised from the DNA molecule, such as a plasmid, chromosome, etc. When two DNA sequences are oriented in opposite directions of the same DNA molecule, the portion held by these DNA sequences is inverted.

Настоящее изобретение предпочтительно использует последовательную эксцизию. Как эксцизия, так и инверсия внутри рекомбинационного сайта происходят в результате гомологического рекомбинирования через сайт-специфичную рекомбинационную систему, которая отличается от механизма, использующего транспозон. Известно, что ген рекомбиназы не обязательно присутствует в той же молекуле ДНК, в которой находится рекомбинационный сайт. Гену рекомбиназы необходимо только присутствовать в той же клетке и экспрессироваться с целью эксцизии или инвертирования участка, удерживаемого двумя последовательностями ДНК (N.L. Craig, Annu. Rev. Genet., vol. 22, p. 77, 1988). The present invention preferably uses sequential excision. Both excision and inversion within the recombination site occur as a result of homologous recombination through a site-specific recombination system, which differs from the mechanism using transposon. It is known that the recombinase gene is not necessarily present in the same DNA molecule in which the recombination site is located. The recombinase gene only needs to be present in the same cell and expressed to excise or invert the region held by two DNA sequences (N.L. Craig, Annu. Rev. Genet., Vol. 22, p. 77, 1988).

В настоящее время сайт-специфические рекомбинационные системы были идентифицированы в микроорганизмах, таких как фаг, бактерии (например, E. coli), дрожжи и т.п. Их примерами является система Cre/lox, система pSR1, система FLP, система cer и система fim (например, N.L. Craig, Annu. Rev. Genet. , vol. 22, p. 77, 1988). Когда сайт-специфичная рекомбинационная система, отделенная от этих микроорганизмов с использованием системы Cre/lox, полученной из фага 31 (WO 93/01283), вводится в организмы (включая растения), отличные от того организма, из которого была получена эта система, она ведет себя таким же образом, как и в первоначальном организме. Сайт-специфичная рекомбинационная система дрожжей (Zygosaccharomycts rouxii) (система pSR1 (H. Matsuzaki et al., J. Bacteriology, vol. 172, p. 610, 1990)) также может быть использована в соответствии с настоящим изобретением. Эта система pSR1 также (поддерживает) сохраняет присущую ей функцию в высших растениях (H. Onouchi et al., Nucleic Acid Res., vol. 19, p. 6373, 1991). Currently, site-specific recombination systems have been identified in microorganisms such as phage, bacteria (e.g., E. coli), yeast, and the like. Examples are the Cre / lox system, the pSR1 system, the FLP system, the cer system, and the fim system (e.g., N.L. Craig, Annu. Rev. Genet., Vol. 22, p. 77, 1988). When a site-specific recombination system, separated from these microorganisms using the Cre / lox system obtained from phage 31 (WO 93/01283), is introduced into organisms (including plants) other than the organism from which this system was obtained, it behaves in the same way as in the original body. The site-specific yeast recombination system (Zygosaccharomycts rouxii) (pSR1 system (H. Matsuzaki et al., J. Bacteriology, vol. 172, p. 610, 1990)) can also be used in accordance with the present invention. This pSR1 system also (supports) retains its inherent function in higher plants (H. Onouchi et al., Nucleic Acid Res., Vol. 19, p. 6373, 1991).

В соответствии с настоящим изобретением, ген с индукцией морфологической аномальности (MAI) может быть поставлен в такую позицию, в которой этот ген эксцизируется вместе с удаляемым элементом ДНК. Например, когда в качестве удаляемого элемента ДНК используется транспозон, ген MAI может быть поставлен в такую позицию, которая не влияет на эксцизию транспозона и которая находится выше промоторного участка гена транспозазы, но ниже концевого участка, с которым связана транспозаза. При использовании системы pSR1 ген MAI может быть вставлен в любую позицию внутри участка, удерживаемого характерными последовательностями ДНК, ингибирующими экспрессию рекомбиназы. In accordance with the present invention, a gene with the induction of morphological abnormality (MAI) can be placed in such a position in which this gene is excised together with the deleted DNA element. For example, when a transposon is used as the deleted DNA element, the MAI gene can be placed in a position that does not affect the excision of the transposon and which is located above the promoter region of the transposase gene, but below the end region to which the transposase is associated. Using the pSR1 system, the MAI gene can be inserted at any position within the region held by the characteristic DNA sequences that inhibit recombinase expression.

В соответствии с настоящим изобретением, ген MAI предпочтительно находится внутри удаляемого элемента ДНК. С другой стороны, позиция желаемого гена особенно не ограничена, однако предпочтительно, чтобы желаемый ген находится вне удаляемого элемента ДНК. In accordance with the present invention, the MAI gene is preferably located within the deleted DNA element. On the other hand, the position of the desired gene is not particularly limited, however, it is preferable that the desired gene is located outside the deleted DNA element.

Используя вектор такой структуры после введения желаемого гена, ген MAI может быть удален при определенной частоте вместе с удаляемым элементом ДНК из ДНК, в которой он присутствует и функционирует. Желаемый ген, который не действует совместно с селективным геном-маркером, остается в той же ДНК. Данный вектор может быть использован для многократного введения желаемого гена в определенное растение. Кроме того, поскольку утеря функции этого гена MAI может быть определена визуально как морфологическое изменение трансгенной ткани во время культивирования, ткань, состоящая только из клетки, содержащей желаемый ген, но не содержащей селективный ген-маркер, может быть легко отделена без использования специальной процедуры. Следовательно, даже если такая клетка в действительности образуется при низком соотношении, эта клетка может быть успешно выделена с тем, чтобы сделать эту процедуру практически полезной. Далее, с использованием данного вектора можно не только многократно вводить ген, но и повторять эту процедуру до регенерации взрослого растения. Таким образом можно успешно осуществлять многократное введение. С целью получения отдельного трансгенного растения, состоящего только из таких клеток, растение может быть регенерировано из выделенной таким образом ткани, не подвергаясь стадии перекрещивания. Полученное таким образом отдельное трансгенное растение полностью свободно от побочного действия на человеческий организм, вызываемого вышеупомянутым селективным геном-маркером. Более того, использование такого вектора не требует применения фактора подавления роста клетки, который может снизить активность клетки на этапе выделения трансгенной ткани. Using a vector of this structure after introducing the desired gene, the MAI gene can be removed at a certain frequency along with the deleted DNA element from the DNA in which it is present and functioning. The desired gene, which does not act in conjunction with the selectable marker gene, remains in the same DNA. This vector can be used to repeatedly introduce the desired gene into a specific plant. In addition, since the loss of function of this MAI gene can be defined visually as a morphological change in the transgenic tissue during cultivation, a tissue consisting only of a cell containing the desired gene but not containing a selective marker gene can be easily separated without using a special procedure. Therefore, even if such a cell actually forms at a low ratio, this cell can be successfully isolated in order to make this procedure practically useful. Further, using this vector, you can not only repeatedly enter the gene, but also repeat this procedure until the regeneration of the adult plant. Thus, multiple administrations can be successfully carried out. In order to obtain a single transgenic plant consisting only of such cells, the plant can be regenerated from the tissue thus isolated without undergoing a crossover step. Thus obtained individual transgenic plant is completely free from side effects on the human body caused by the aforementioned selective marker gene. Moreover, the use of such a vector does not require the use of a factor for suppressing cell growth, which can reduce cell activity at the stage of isolation of transgenic tissue.

Вектор в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в любых растениях, в которые указанный ген может быть введен с использованием методов генной инженерии. Желаемым геном в соответствии с настоящим изобретением может быть любой ген, придающий необходимые сельскохозяйственные свойства, и любой ген, позволяющий изучение механизмов экспрессии гена и т. п. , при этом необязательно придающий необходимые сельскохозяйственные свойства. The vector in accordance with the present invention can be used in any plants into which the gene can be introduced using genetic engineering methods. The desired gene in accordance with the present invention can be any gene that gives the necessary agricultural properties, and any gene that allows the study of the mechanisms of gene expression, etc., while not necessarily giving the necessary agricultural properties.

Для продуцирования белка, такого как фермент, из гена обычно требуется структурная последовательность гена, кодирующая информацию полипептида, и регуляторные последовательности структурального гена, такие как промоторная последовательность (последовательность, инициирующая экспрессию), терминаторная последовательность (последовательность, заканчивающая экспрессию) и т. п. Примерами подходящей промоторной последовательности, функционирующей в растении, является промотор 35S мозаичного вируса цветной капусты (J.T. Odell et al., Nature (London), vol. 313, p. 810, 1985), промотор синтетазы нопализа (W. H. R. Langridge et al., Plant Cell Rep., vol. 4, p. 355, 1985) и промотор малой субъединицы дифосфаткарбоксилазы/оксигеназы (R. Fluhr et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., vol. 83, p. 2358, 1986). Примерами подходящей терминаторной последовательности могут служить сигнал полиаденилирования синтетазы нопалина (A. Depicker et al., J. Mol. Appl. Gen., vol. 1, p. 561, 1982) и сигнал полиаденилирования синтетазы октопина (J. Gielen et al., EMBO J. , vol. 3, p. 835, 1984). Соответственно, при необходимости, ген вектора в соответствии с настоящим изобретением включает структурный ген и его регуляторные последовательности, экспрессирующие ген. Данный ген или ген и регуляторные последовательности могут быть получены путем химического синтеза или путем клонирования кДНК или геномной ДНК. To produce a protein, such as an enzyme, from a gene, a structural sequence of a gene encoding the information of a polypeptide and regulatory sequences of a structural gene, such as a promoter sequence (an expression initiating sequence), a termination sequence (an expression terminating sequence), etc., are usually required. Examples of a suitable promoter sequence that functions in a plant is the 35S promoter of cauliflower mosaic virus (JT Odell et al., Nature (London), vol. 313 , p. 810, 1985), a nopalysis synthetase promoter (WHR Langridge et al., Plant Cell Rep., vol. 4, p. 355, 1985) and a diphosphate carboxylase / oxygenase small subunit promoter (R. Fluhr et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol. 83, p. 2358, 1986). Examples of suitable terminator sequences are the polyadenylation signal of nopaline synthetase (A. Depicker et al., J. Mol. Appl. Gen., vol. 1, p. 561, 1982) and the octapine synthetase polyadenylation signal (J. Gielen et al., EMBO J., vol. 3, p. 835, 1984). Accordingly, if necessary, the gene of the vector in accordance with the present invention includes a structural gene and its regulatory sequences expressing the gene. A given gene or gene and regulatory sequences can be obtained by chemical synthesis or by cloning cDNA or genomic DNA.

Вектор в соответствии с настоящим изобретением может быть косвенно введен в клетку растения через вирусы или бактерии, которыми заражены растения (I. Potrycus, Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., vol. 42, p. 205, 1991). Примерами подходящих вирусов являются мозаичный вирус цветной капусты, геминивирус, мозаичный вирус табака и бромный мозаичный вирус. Примерами подходящих бактерий являются Agrobacterium tumefaciens (в дальнейшем обозначаемый как A. tumefaciens) и Agrobacterium rhizogenes (в дальнейшем обозначаемый как A. rhizogenes). Известно, что двудольные растения обычно заражены бактерией рода Agrobacterium. В последнее время также сообщается о введении генов в однодольные растения путем инфицирования указанных растений указанными бактериями (например, международная выложенная заявка N WO 94/00977). The vector in accordance with the present invention can be indirectly introduced into the plant cell through viruses or bacteria that infected the plants (I. Potrycus, Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., Vol. 42, p. 205, 1991). Examples of suitable viruses are cauliflower mosaic virus, heminivirus, tobacco mosaic virus and mosaic bromine virus. Examples of suitable bacteria are Agrobacterium tumefaciens (hereinafter referred to as A. tumefaciens) and Agrobacterium rhizogenes (hereinafter referred to as A. rhizogenes). Dicotyledonous plants are generally known to be infected with bacteria of the genus Agrobacterium. Recently, the introduction of genes into monocotyledonous plants by infection of said plants with said bacteria has also been reported (for example, international patent application N WO 94/00977).

Вектор соответствии с настоящим изобретением может быть прямо введен в растение с помощью физических и химических методов, таких как микроинъекции, электропорация, полиэтиленгликолевый метод, метод слияния и высокоскоростная баллистическая пенетрация (I. Potrycus, Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. , vol. 42, p. 205, 1991). Поскольку общий метод косвенного введения с использованием рода Agrobacterium не может быть применен ко многим однодольным растениям и двудольным растениям, которые резистентны к инфицированию посредством Agrobacterium, методы вышеупомянутого прямого введения являются эффективными для этих растений. The vector of the present invention can be directly introduced into the plant by physical and chemical methods such as microinjection, electroporation, polyethylene glycol method, fusion method and high-speed ballistic penetration (I. Potrycus, Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. , vol. 42, p. 205, 1991). Since the general method of indirect administration using the genus Agrobacterium cannot be applied to many monocotyledonous plants and dicotyledonous plants that are resistant to infection by Agrobacterium, the methods of the above direct administration are effective for these plants.

Вектор, используемый в соответствии с настоящим изобретением, конкретно не ограничивается до тех пор, пока он отвечает требованиям настоящего изобретения. Например, при непрямом введении вектора в клетку растения, вектор может быть Ti-вектором или вирусным вектором. Примерами вектора Ti для использования в соответствии с настоящим изобретением могут служить Bin19 (M. Bevan et al. , Nucleic Acids Res., vol. 12, p. 8711, 1984), pRAL3940 (A. Hoekema et al., Plant Mol. Biol., vol. 5, p. 85, 1985), pGA492 и pGA482 (G. An, Plant Physiol., vol. 81, p. 86, 1986), pC22 (C. Simoens et al., Nucleic Acids Res., vol. 14, p. 8073, 1986), pAGS111 (P. van den Elzen et al., Plant Mol. Biol., vol. 5, p. 149, 1985), pEND4K (H.J. Klee et al., Bio/Technology, vol. 3, p. 637, 1985), pGV831 (R. Delaere et al., Nicleic Acids Res., vol. 13, p. 4777, 1985) и pMCN200 (R.T. Fraley et al., Bio/Technology, vol. 3, p. 629, 1985). Примерами вирусного вектора для использования в соответствии с настоящим изобретением, могут служить мозаичный вирусный вектор цветной капусты (N. Brisson et al., Nature (London), vol. 310, p. 511, 1984), вектор геминивируса (R. J. Hayes et al., Nature (London), vol. 334, p. 179, 1988), вектор бромного мозаичного вируса (R. French et al., Science, vol. 231, p. 1294, 1986), вектор мозаичного вируса табака (N. Takamatsu et al., EMBO J., vol. 6, p. 307, 1987) и агроинфекционный вектор (N. Grimsley et al., Nature (London), vol. 325, p. 177, 1987). Однако векторы для использования в соответствии с настоящим изобретением не ограничиваются указанными векторами. The vector used in accordance with the present invention is not particularly limited as long as it meets the requirements of the present invention. For example, by indirectly introducing a vector into a plant cell, the vector may be a Ti vector or a viral vector. Examples of the Ti vector for use in accordance with the present invention are Bin19 (M. Bevan et al., Nucleic Acids Res., Vol. 12, p. 8711, 1984), pRAL3940 (A. Hoekema et al., Plant Mol. Biol ., vol. 5, p. 85, 1985), pGA492 and pGA482 (G. An, Plant Physiol., vol. 81, p. 86, 1986), pC22 (C. Simoens et al., Nucleic Acids Res., vol. 14, p. 8073, 1986), pAGS111 (P. van den Elzen et al., Plant Mol. Biol., vol. 5, p. 149, 1985), pEND4K (HJ Klee et al., Bio / Technology , vol. 3, p. 637, 1985), pGV831 (R. Delaere et al., Nicleic Acids Res., vol. 13, p. 4777, 1985) and pMCN200 (RT Fraley et al., Bio / Technology, vol . 3, p. 629, 1985). Examples of a viral vector for use in accordance with the present invention are the cauliflower mosaic viral vector (N. Brisson et al., Nature (London), vol. 310, p. 511, 1984), the heminivirus vector (RJ Hayes et al. , Nature (London), vol. 334, p. 179, 1988), vector of bromine mosaic virus (R. French et al., Science, vol. 231, p. 1294, 1986), vector of mosaic tobacco virus (N. Takamatsu et al., EMBO J., vol. 6, p. 307, 1987) and an agroinfectious vector (N. Grimsley et al., Nature (London), vol. 325, p. 177, 1987). However, vectors for use in accordance with the present invention are not limited to these vectors.

Далее, желаемый ген для использования в соответствии с настоящим изобретением, конкретно не ограничивается. Примерами желаемого гена для использования в соответствии с настоящим изобретением могут служить гены резистентности к заболеваниям (например, ген к эндотоксину Bacillus thuringiensis, WO 92/20802), к гербицидам (например, ген синтазы ацетолактата мутанта, WO 92/08794), к белку хранения зерна (например, ген глютелин, WO 93/18643), к синтезу жирной кислоты (например, ген тиоэкстеразы ацил-ACP, WO 92/20236), к гидролизу стенок клетки (например, ген полигалактуроназы (D. Grierson et al. , Nucleic Acids Res., vol. 14, p. 8595, 1986)), к биосинтезу антоцианина (например, ген синтазы халькон (chalcone) (H.J. Reif et al., Mol. Gen. Genet., vol. 199, p. 208, 1985)), к биосинтезу этилена (например, ген оксидазы ACC (A. Slater et al., Plant Mol. Biol., vol. 5, p. 137, 1985)), к системе активной утилизации кислорода (например, ген редуктазы глютатиона (S. Greer & R.N. Perham, Biochemistry, vol. 25, p. 2736, 1986)) и к биосинтезу лигнина (например, ген аммиачной лиазы фенилаланина, ген дегидрагеназы циннамилового спирта, ген o-метилтрансферазы, ген 4-гидроксилазы циннамата, ген лигазы 4-кумарат-CoA, ген редуктазы циннамоил CoA (A.M. Boudet et al., New Phytol., vol. 129, p. 203, 1995)). Однако желаемые гены для использования в настоящем изобретении не ограничиваются указанными генами. Further, the desired gene for use in accordance with the present invention is not particularly limited. Examples of a desired gene for use in accordance with the present invention include disease resistance genes (e.g., the Bacillus thuringiensis endotoxin gene, WO 92/20802), herbicides (e.g., the mutant acetolactate synthase gene, WO 92/08794), storage protein grains (e.g., glutelin gene, WO 93/18643), to fatty acid synthesis (e.g., acyl-ACP thioexterase gene, WO 92/20236), to cell wall hydrolysis (e.g., polygalacturonase gene (D. Grierson et al., Nucleic Acids Res., Vol. 14, p. 8595, 1986)), to the biosynthesis of anthocyanin (e.g., the chalcone synthase gene (HJ Reif et al., Mol. Ge n. Genet., vol. 199, p. 208, 1985)), to ethylene biosynthesis (e.g., ACC oxidase gene (A. Slater et al., Plant Mol. Biol., vol. 5, p. 137, 1985) ), to an active oxygen utilization system (for example, the glutathione reductase gene (S. Greer & RN Perham, Biochemistry, vol. 25, p. 2736, 1986)) and to lignin biosynthesis (for example, the phenylalanine ammonia lyase gene, cinnamyl alcohol dehydrogenase gene , o-methyltransferase gene, cinnamate 4-hydroxylase gene, 4-coumarrate-CoA ligase gene, cinnamoyl CoA reductase gene (AM Boudet et al., New Phytol., Vol. 129, p. 203, 1995)). However, the desired genes for use in the present invention are not limited to these genes.

Более того, растение-хозяин для использования в соответствии с настоящим изобретением конкретно не ограничивается. Примерами травянистых растений, используемых в качестве растения-хозяина, могут служить табак (Tabacum), томат (Lycopersicom), сладкий картофель (Impoea), картофель (Solanum), морковь (Dacus), салат (Lactuca), цветная капуста (Brassica), капуста (Brassica), масличный рапс (Brassica), подсолнечник (Helianthus), сахарная свекла (Bela), аспарагус (Asparagus), банан (Musa), хлопок (Gossypium), арабидопсис (Arabidopsis), люцерна (Medicago), горох (Pisum), соя (Glycine), рис (Oryza), кукуруза (Zea) и рожь (Secale). Примерами древесных растений, используемых в качестве растения-хозяина, могут служить тополь (Populus), эвкалипт (Eucalyptus), акация (Acacia), груша (Pyrus), яблоня (Malus), виноград (Vitis), грецкий орех (Juglans), слива (Prunus), роза (Rosa) и ель (Picea). Однако растения-хозяева для использования в соответствии с настоящим изобретением не ограничиваются указанными растениями. Moreover, the host plant for use in accordance with the present invention is not particularly limited. Examples of herbaceous plants used as the host plant are tobacco (Tabacum), tomato (Lycopersicom), sweet potato (Impoea), potato (Solanum), carrot (Dacus), lettuce (Lactuca), cauliflower (Brassica), cabbage (Brassica), oilseed rape (Brassica), sunflower (Helianthus), sugar beets (Bela), asparagus (Asparagus), banana (Musa), cotton (Gossypium), arabidopsis (Arabidopsis), alfalfa (Medicago), peas (Pisum) ), soy (Glycine), rice (Oryza), corn (Zea) and rye (Secale). Examples of woody plants used as the host plant are poplar (Populus), eucalyptus (Eucalyptus), acacia (Acacia), pear (Pyrus), apple tree (Malus), grapes (Vitis), walnut (Juglans), plum (Prunus), rose (Rosa) and spruce (Picea). However, the host plants for use in accordance with the present invention are not limited to these plants.

В соответствии с настоящим изобретением, ген MAI экспрессируется с целью придания внутренней части клетки физиологической аномальности. Физиологические аномальности означают выработку гормона роста растений в клетке растений, при этом пролиферация и дифференциация клетки, содержащей ген
MAI, смешиваются для того, чтобы вызвать различные морфологические аномальности. Например, совокупность беспорядочных побегов с нарушением верхушечного доминирования (экстремальный фенотип побегов), волосистые корни и т. п. могут быть получены из клетки, в которую вводится такой ген MAI. Данный фенотип формируется путем аномальной пролиферации и дифференциации вышеуказанной клетки. Таким образом, такая морфологически аномальная ткань состоит только из клетки, содержащей данный ген. Соответственно, при конструировании вектора с использованием такого гена в качестве селективного гена-маркера вместе с желаемым геном, введении в клетку растения и культивировании клетки ткань, состоящая только из клетки, в которую были введены селективный ген-маркер и желаемый ген, может быть выделена просто путем визуального отбора образовавшей морфологически аномальной ткани от клетки растения. Таким образом, возможно проведение визуального отбора трансгенной ткани без использования специальных процедур, таких как добавление фактора подавления роста клетки растения и т.п. к культуральной среде.
In accordance with the present invention, the MAI gene is expressed in order to impart physiological abnormality to the interior of the cell. Physiological abnormalities mean the production of plant growth hormone in a plant cell, with the proliferation and differentiation of the cell containing the gene
MAIs are blended to cause various morphological abnormalities. For example, a collection of random shoots with a violation of apical dominance (extreme shoot phenotype), hairy roots, etc., can be obtained from a cell into which such an MAI gene is introduced. This phenotype is formed by abnormal proliferation and differentiation of the above cells. Thus, such morphologically abnormal tissue consists only of a cell containing this gene. Accordingly, when constructing a vector using such a gene as a selective marker gene together with the desired gene, introducing into the plant cell and cultivating the cell, tissue consisting only of the cell into which the selective marker gene and the desired gene were introduced can be simply isolated by visual selection of morphologically formed abnormal tissue from the plant cell. Thus, it is possible to conduct visual selection of transgenic tissue without the use of special procedures, such as the addition of a factor that inhibits the growth of plant cells, etc. to the culture medium.

В то время как традиционные селективные гены-маркеры, такие как ген фосфотрансферазы неомицина, не вводятся в растения без генной инженерии, ген MAI в соответствии с настоящим изобретением представляет собой ген, присущий растениям или естественно введенный в растения путем инфицирования бактериями и т. п. По этой причине считается, что безопасность данного генного продукта для человеческого организма достаточно высока. While traditional selective marker genes, such as the neomycin phosphotransferase gene, are not introduced into plants without genetic engineering, the MAI gene in accordance with the present invention is a gene inherent in plants or naturally introduced into plants by infection with bacteria, etc. For this reason, it is believed that the safety of this gene product for the human body is quite high.

Далее, в соответствии с настоящим изобретением, ген MAI вставляется в позицию таким образом, что он действует нераздельно с подвижным элементом ДНК. После введения вектора, имеющего такую структуру, в растение ген MAI, использованный в качестве селективного гена-маркера, удаляется из ДНК вместе с удаляемым элементом ДНК с установленной частотой, приводящей к потере его функции. Тем временем желаемый ген, который действует не так, как подвижный элемент ДНК, остается в этой же ДНК и выполняет свою функцию. Таким образом, экспрессия одного и то же селективного гена-маркера может использоваться в качестве индекса для введения желаемого гена снова и снова. Соответственно, данный вектор обеспечивает многократное введение гена в определенное растение путем простого изменения структуры, связанной с желаемым вводимым геном без каких-либо изменений структуры селективного гена-маркера и пр. По этой причине данный вектор может повторно использоваться неограниченное количество раз. Further, in accordance with the present invention, the MAI gene is inserted into the position so that it acts inseparably with the movable DNA element. After the introduction of a vector having such a structure into the plant, the MAI gene, used as a selective marker gene, is removed from the DNA together with the deleted DNA element with a set frequency, leading to the loss of its function. Meanwhile, the desired gene, which acts differently from the mobile element of DNA, remains in the same DNA and performs its function. Thus, the expression of the same selective marker gene can be used as an index for introducing the desired gene again and again. Accordingly, this vector allows multiple gene introduction into a specific plant by simply changing the structure associated with the desired gene to be introduced without any changes in the structure of the selective marker gene, etc. For this reason, this vector can be reused an unlimited number of times.

Поскольку утеря функции селективного гена-маркера, т.е. потеря функции гена MAI, может быть определена визуально, ткань, состоящая из клеток, не содержащих селективный ген-маркер и содержащих желаемый ген, может быть получена легко и наверняка. Это значит, что культивация, визуальный отбор и отделение могут быть повторены без необходимости проведения какой-либо специальной процедуры с целью получения такой ткани. Далее, растение, состоящее из вышеуказанных клеток, может быть получено только путем регенерации растения из полученной ткани, не подвергаясь стадии перекрещивания. Более того, несмотря на то, что затруднительно полностью удалить транспозон из ДНК по причине его высокой транспозабильности, данное изобретение может быть успешно применено на практике благодаря высокой эффективности отбора. Since the loss of the function of the selective marker gene, i.e. loss of function of the MAI gene can be determined visually, tissue consisting of cells that do not contain a selective marker gene and contain the desired gene can be obtained easily and surely. This means that cultivation, visual selection and separation can be repeated without the need for any special procedure to obtain such tissue. Further, a plant consisting of the above cells can only be obtained by regenerating the plant from the resulting tissue without undergoing a crossover step. Moreover, despite the fact that it is difficult to completely remove the transposon from DNA because of its high transposability, this invention can be successfully applied in practice due to the high selection efficiency.

Настоящее изобретение иллюстрируется следующими примерами, однако данные примеры не следует рассматривать как ограничивающие изобретение. The present invention is illustrated by the following examples, however, these examples should not be construed as limiting the invention.

В следующих примерах эксперименты проводились в соответствии с инструкциями, изложенными в Molecular Cloning, 2-е издание (Sambrook et al., eds., Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 1989) или по усмотрению производителя, если не указано иначе. In the following examples, experiments were carried out in accordance with the instructions set forth in Molecular Cloning, 2nd Edition (Sambrook et al., Eds., Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 1989) or at the discretion of the manufacturer, unless otherwise indicated.

Пример 1
1. Конструирование вектора
Ген ipt, присутствующий в Т-ДНК патогенного штамма A. tumefaciens PO22 (H. Wabiko, Chemical Regulation of Plants, т. 24, стр. 35, 1989 (см. фиг. 1)), вырезался с помощью рестрикционной эндонуклеазы PstI, при этом получалась плазмида pIPT1 путем лигирования гена ipt в сайт рестрикционной эндонуклеазы PstI плазмиды pUC7 (Molecular Cloning, 2-е издание, том 1, 4.10). Из этой плазмиды с помощью рестрикционных эндонуклеаз BamHI & PstI вырезается ген ipt, содержащий нативный промотор и нативный сигнал полиаденилирования, при этом получается плазмида pIPT2 путем лигирования гена ipt в сайты рестрикционной эндонуклеазы BamHI-PstI плазмиды pUC119 (полученной от Takaro Shuzo Co., Ltd.). Из этой плазмиды с помощью рестрикционной эндонуклеазы RsaI вырезаются структуральный ген и нативный сигнал полиаденилирования гена ipt, при этом получается плазмида pIPT3 путем лигирования гена ipt в сайт рестрикционной эндонуклеазы SmaI плазмиды pUC119. Далее, ген ipt, вставленный в pIPT3, вырезается с помощью рестрикционных эндонуклеаз BamHI и SacI, при этом получается плазмида pIPT4 путем лигирования фрагмента в сайты рестрикционной эндонуклеазы BamHI-SacI векторной плазмиды pBI121 (полученной от Clontech Co.), которая может быть использована для введения гена в растение. При инфицировании растения A. tumefaciens, имеющей плазмиду pIPT4, участок Т-ДНК между сайтом LB и сайтом RB (здесь участок приблизительно в 5 kb, имеющий ген фосфорансферазы неомицина (NPTII) и ген ipt) интегрируется в хромосому растения.
Example 1
1. Vector construction
The ipt gene present in the T-DNA of the pathogenic A. tumefaciens PO22 strain (H. Wabiko, Chemical Regulation of Plants, v. 24, p. 35, 1989 (see FIG. 1)) was excised with the restriction endonuclease PstI, when this resulted in the plasmid pIPT1 by ligating the ipt gene to the restriction endonuclease PstI site of the plasmid pUC7 (Molecular Cloning, 2nd edition, volume 1, 4.10). The ipt gene containing the native promoter and the native polyadenylation signal is cut from the plasmid using the BamHI & PstI restriction endonucleases, and the pIPT2 plasmid is obtained by ligating the ipt gene to the BamHI-PstI restriction endonuclease sites of the pUC119 plasmid (obtained from Takarouz Ltd. ) Using the RsaI restriction endonuclease, a plasmid and a native ipt gene polyadenylation signal are cut from this plasmid, and the pIPT3 plasmid is obtained by ligating the ipt gene to the SmaI restriction endonuclease site of plasmid pUC119. Next, the ipt gene inserted into pIPT3 is excised using BamHI and SacI restriction endonucleases, whereby the pIPT4 plasmid is obtained by ligation of the fragment at the BamHI-SacI restriction endonuclease sites of the vector plasmid pBI121 (obtained from Clontech Co.), which can be used for introduction gene into the plant. When an A. tumefaciens plant having the pIPT4 plasmid is infected, the T-DNA region between the LB site and the RB site (here the approximately 5 kb portion having the neomycin phosphoransferase gene (NPTII) and the ipt gene) is integrated into the plant chromosome.

Эта плазмида pIPT4 была введена в E. coli (Escherichia coli), штамм JM109, в соответствии с Будапештским Договором как E. coli JM109 (pIPT4) под депозитарным N FERM BP-5063. This plasmid pIPT4 was introduced into E. coli (Escherichia coli), strain JM109, in accordance with the Budapest Treaty as E. coli JM109 (pIPT4) under Depository N FERM BP-5063.

Процедура конструирования плазмиды pIPT4 схематически показана на фиг. 2-4. Карта рестрикционной эндонуклеазы участка Т-ДНК данной эндонуклеазы показана на фиг. 5. На фиг. 2-4 и 5 обведенные кружочками "P" и "T" означают нативный промотор и нативный сигнал полиаденилирования самого гена ipt соответственно. 35S-P означает промотор 35S мозаичного вируса цветной капусты, а Nos-P означает промотор гена синтетазы нопалина. T (фиг. 4) или Nos-Т (фиг. 5) означают сигнал полиаденилирования гена синтетазы нопалина. The procedure for constructing the plasmid pIPT4 is schematically shown in FIG. 2-4. A restriction endonuclease map of the T-DNA region of this endonuclease is shown in FIG. 5. In FIG. 2-4 and 5 circled by “P” and “T” indicate the native promoter and the native polyadenylation signal of the ipt gene itself, respectively. 35S-P means the 35S promoter of the cauliflower mosaic virus, and Nos-P means the promoter of the nopaline synthetase gene. T (FIG. 4) or Nos-T (FIG. 5) means the polyadenylation signal of the nopaline synthetase gene.

В этом примере, как показано на фиг. 5, для гена MAI в качестве селективного гена-маркера используется ген ipt, способствующий образованию экстремального фенотипа побегов, вызывая нарушения доминирования верхушки, при этом ген NPTII используется как модель желаемого гена. Ген ipt принадлежит к онкогенам, удерживающим патогенный A. tumefaciens. Клетка растения, в которую вводится ген ipt, вызывает дифференциацию, ведущую к образованию экстремального фенотипа побегов, вызванную избыточной выработкой цитокинина, являющегося гормоном растения. In this example, as shown in FIG. 5, for the MAI gene, the ipt gene is used as a selective marker gene, which promotes the formation of an extreme shoot phenotype, causing breach of the apex dominance, while the NPTII gene is used as a model of the desired gene. The ipt gene belongs to oncogenes that hold pathogenic A. tumefaciens. The plant cell into which the ipt gene is introduced causes differentiation leading to the formation of an extreme shoot phenotype caused by excessive production of cytokinin, which is a plant hormone.

В этом примере промотор 35S мозаичного вируса цветной капусты используется для промоторной последовательности гена ipt, а нативный сигнал полиаденилирования самого гена ipt используется для терминаторной последовательности. In this example, the cauliflower mosaic virus 35S promoter is used for the promoter sequence of the ipt gene, and the native polyadenylation signal of the ipt gene itself is used for the terminator sequence.

II. Введение pIPT4 в Agrobacterium
A. tumefaciens, штамм LBA4404 (полученный от Clonetech Co.), инокулируется в 10 мл жидкой культурной среды YEB (содержащей 5 г/л говяжьего экстракта, 1 г/л пептона, 5 г/л сахарозы и 2-мМ MgSO4, pH 7,2 при 22oC (pH при 22oC используется в дальнейшем, если не указано иначе), и культивируется при 28oC до тех пор, пока уровень OD630 не достигнет 0,4-0,6. Затем культура подвергается центрифугированию при 6900 • g в течение 10 минут при 4oC с целью сбора клеток. Клетки суспендируются в 20 мл 10-мМ Tris-HCl (pH 8,0), и суспензия вновь подвергается центрифугированию при 6900 • g в течение 10 минут при 4oC. Далее собранные клетки вновь суспендируются в 200 μл жидкой культурной среды YEB, и эта суспензия используется в качестве клеточного раствора для введения плазмиды.
II. Introduction of pIPT4 to Agrobacterium
A. tumefaciens, strain LBA4404 (obtained from Clonetech Co.), is inoculated in 10 ml of liquid culture medium YEB (containing 5 g / l of beef extract, 1 g / l of peptone, 5 g / l of sucrose and 2 mm MgSO 4 , pH 7.2 at 22 o C (pH at 22 o C is used hereinafter, unless otherwise specified), and cultivated at 28 o C until then, until the level of OD 630 reaches 0.4-0.6. Then the culture is exposed centrifuged at 6900 x g for 10 minutes at 4 ° C to collect cells.The cells are suspended in 20 ml of 10 mM Tris-HCl (pH 8.0) and the suspension is again centrifuged at 6900 x g for 10 minutes at 4 o C. Next the collected cells are resuspended in 200 μl of YEB liquid culture medium, and this suspension is used as a cell solution for introducing the plasmid.

В 15-мл пробирке (производства Falcon) 200 μл клеточного раствора для введения плазмиды смешиваются с 6 μл плазмиды pIPT4, полученной на вышеописанной стадии I, и смесь охлаждается путем погружения на 5 минут в этанол, охлажденный в жидком азоте в течение 30-40 минут. Охлажденный таким образом раствор вместе с пробиркой выдерживается в водяной бане при 29oC в течение 25 минут. Затем к нему добавляются 750 μл жидкой культурной среды YEB, и перемешанный раствор культивируется при 29oC в течение 1 часа при потряхивании. Клеточный раствор распределяется на агарной культурной среде YEB (содержащей 1,2 вес./об.% агара и такие же ингредиенты, как и вышеописанная культурная среда), к которой добавляется 50 мг/л канамицина и культивируется при 28oC в течение 2 дней. Полученные таким образом клеточные колонии инокулируются в жидкую культурную среду YEB и культивируются далее. Затем плазмида экстрагируется из клеток с помощью щелочного метода и расщепляется с помощью рестрикционных эндонуклеаз BamHI и EcoRI. Полученные таким образом фрагменты плазмиды анализируются с помощью электрофореза на агарозном геле, подтверждая введение плазмиды pIPT4 в штамм LBA4404 A. tumefaciens.In a 15 ml tube (manufactured by Falcon), 200 μl of the cell solution for introducing the plasmid is mixed with 6 μl of the pIPT4 plasmid obtained in the above Step I, and the mixture is cooled by immersion for 5 minutes in ethanol cooled in liquid nitrogen for 30-40 minutes . The solution thus cooled, together with the tube, is kept in a water bath at 29 ° C. for 25 minutes. Then, 750 μl of YEB liquid culture medium is added to it, and the mixed solution is cultured at 29 ° C. for 1 hour with shaking. The cell solution is distributed on a YEB agar culture medium (containing 1.2% w / v agar and the same ingredients as the culture medium described above), to which 50 mg / L kanamycin is added and cultured at 28 ° C. for 2 days . The cell colonies thus obtained are inoculated into the liquid culture medium of YEB and further cultured. The plasmid is then extracted from the cells using the alkaline method and cleaved using restriction endonucleases BamHI and EcoRI. Thus obtained fragments of the plasmid are analyzed by agarose gel electrophoresis, confirming the introduction of the plasmid pIPT4 into A. tumefaciens strain LBA4404.

III Введение pIPT4 из Agrobacterium в табак
Сформировавшиеся листья табака (Nicotiana tabacum cv. xanthi, здесь и далее табак означает эту разновидность, если не указано иначе), выращенного в теплице, погружаются в 1 об./об.% водный раствор гипохлорита натрия для стерилизации и 3 раза промываются стерильной водой. Затем главная жилка листа удаляется, образуя пластинки листьев площадью приблизительно 8 мм кв. Полученные таким образом пластинки листа погружаются приблизительно на 1 минуту в клеточную суспензию штамма LBA4404 A. tumefaciens с введением pIPT4, как описано выше на стадии II, и инфицируются им (данная суспензия разбавляется с помощью стерилизованной воды при OD630 = 0,25 после культивирования на протяжении ночи в жидкой культурной среде YEB). Инфицированная пластинка листа помещается на стерилизованную фильтровальную бумагу с целью удаления лишней клеточной суспензии. Затем она кладется на агарную культурную среду MS, не содержащую гормонов (T. Murashige и F. Skoog, Physiol, Plant. , vol. 15, p. 473, 1962 (при условии, что к ней добавляется 0,8 вес. /об. % агара)), содержащую 50 мг/л ацетосирингона, обратной стороной листа вверх, и культивируется в течение 3 дней при 25oC и полном освещении (культивирование экс-растения, ткани растения и растения проводились при таких температурных и световых условиях, если не указано иначе). Культивированная таким образом листовая пластинка затем пересаживается в агарную культурную среду MS, не содержащую гормонов и содержащую только 500 мг/л карбенициллина, и культивирование продолжается. В результате были трансдифференцированы 22 добавочных побега. Эти добавочные побеги были отделены, а затем культивированы в культурной среде, имеющей вышеуказанный состав с целью получения 6 линий экстремальных фенотипов побегов (ЭФП). Эти линии ЭФП каждый месяц пересеиваются в ту же культурную среду, и 3 месяца спустя после инфицирования они пересеивались в агарную культурную среду MS, не содержащую гормонов и карбенициллина. После прекращения пролиферации Agrobacterium проводятся тесты на сопротивление канамицину и анализ полимеразной реакции синтеза цепи.
III Introduction of pIPT4 from Agrobacterium to Tobacco
Formed tobacco leaves (Nicotiana tabacum cv. Xanthi, hereinafter tobacco means this variety, unless otherwise indicated), grown in a greenhouse, are immersed in a 1 vol./vol% aqueous solution of sodium hypochlorite for sterilization and washed 3 times with sterile water. Then the main leaf vein is removed, forming leaf blades with an area of approximately 8 mm square. The leaf blades thus obtained are immersed for approximately 1 minute in a cell suspension of A. tumefaciens strain LBA4404 with the introduction of pIPT4 as described above in stage II and infected with it (this suspension is diluted with sterilized water at OD 630 = 0.25 after cultivation on overnight in liquid culture medium YEB). An infected leaf plate is placed on sterilized filter paper to remove excess cell suspension. Then it is placed on a hormone-free MS agar culture medium (T. Murashige and F. Skoog, Physiol, Plant., Vol. 15, p. 473, 1962 (provided that 0.8 wt./vol. Is added to it .% agar)) containing 50 mg / l of acetosyringone, the back of the sheet up, and cultivated for 3 days at 25 o C and full lighting (cultivation of ex-plants, plant tissue and plants was carried out under such temperature and light conditions, if not specified otherwise). The leaf blade thus cultivated is then transferred to a hormone-free MS agar culture medium containing only 500 mg / L carbenicillin, and cultivation continues. As a result, 22 additional shoots were transdifferentiated. These additional shoots were separated and then cultivated in a culture medium having the above composition in order to obtain 6 lines of extreme shoot phenotypes (EFP). These EPP lines are cross-cultivated every month in the same culture medium, and 3 months after infection, they are cross-cultured in MS agar culture medium free of hormones and carbenicillin. After the cessation of Agrobacterium proliferation, kanamycin resistance tests and analysis of the polymerase chain synthesis reaction are carried out.

IV. Анализ табака, в который был введен ген
A. Тест на сопротивление канамицину
6 Линий ЭФП, полученных на вышеописанной стадии III, культивировались как таковые без пересева. Листья, развившиеся из этих линий ЭФП, вырезались с целью образования листовых пластинок, имеющих площадь приблизительно 3 мм кв. Полученные таким образом листовые пластинки кладутся на агарную культурную среду MS (1 мг/л бензил аденина и 0,2 мг/л α -нафталиновой уксусной кислоты добавляются к указанной среде), содержащую 200 мг/л канамицина. После культивирования в этом канамицине, содержащем культурную среду, в течение 1 месяца на листовых пластинках, полученных от ЭФП линий, также наблюдалось образование указанных линий.
IV. Analysis of tobacco into which the gene was introduced
A. Kanamycin Resistance Test
The 6 EPP lines obtained in the above described stage III were cultivated as such without reseeding. Leaves developed from these EPP lines were cut to form leaf blades having an area of approximately 3 mm square. The thus obtained leaf blades are placed on an MS agar culture medium (1 mg / L benzyl adenine and 0.2 mg / L α-naphthalene acetic acid are added to said medium) containing 200 mg / L kanamycin. After cultivation in this kanamycin containing the culture medium for 1 month on the leaf blades obtained from the EFP lines, the formation of these lines was also observed.

B. Анализ полимеразной реакции синтеза цепи
Из всех 6 линий ЭФП, полученных на вышеописанной стадии III, были экстрагированы хромосомные ДНК, и гены, введенные в них, анализировались с помощью метода полимеразной реакции синтеза цепи.
B. Analysis of the polymerase reaction of chain synthesis
Of all 6 EPP lines obtained in the above described stage III, chromosomal DNAs were extracted, and the genes introduced into them were analyzed using the polymerase chain reaction synthesis method.

Хромосомные ДНК экстрагировались с использованием следующего модифицированного метода СТАВ. Chromosomal DNAs were extracted using the following modified CTAB method.

Сначала приблизительно 1 г листьев, полученных из ЭФП, измельчались в жидком азоте с использованием охлажденных ступки и пестика и суспендировались в 5 мл буферного раствора (содержащего 2 вес./об.% СТАВ (гексадецилтриметиламмоний бромид), 1,4-М NaCl, 0,2 об./об.% β -меркаптоэтанола, 20-мМ ЭДТА и 100-мМ Tris-HCl (pH 8,0), который нагревался до 60oC. Эта суспензия нагревалась при 60oC в течение 30-60 минут при осторожном потряхивании, а затем охлаждалась до комнатной температуры. К этой суспензии добавлялась смесь хлороформа и изоамилового спирта (24:1) в равной пропорции, и смесь осторожно перемешивалась. Затем смесь подвергалась центрифугированию при 1600•g в течение 5 минут для получения верхнего слоя. Далее к верхнему слою добавлялось 2/3 объема изопропилового спирта и смесь вновь осторожно перемешивалась. Смесь выдерживалась на льду в течение 10 минут с целью осаждения хромосомной ДНК. Эта хромосомная ДНК собиралась с помощью центрифугирования при 1600 • g в течение 10 минут. Собранная таким образом хромосомная ДНК промывалась 70 об./об. этанола, затем высушивалась в вакууме и растворялась в 300 μл ТЕ (включающего 10-мМ Tris-HCl и 1-мМ ЭДТА).Initially, approximately 1 g of leaves obtained from EPP was ground in liquid nitrogen using a chilled mortar and pestle and suspended in 5 ml of a buffer solution (containing 2% w / v CTAB (hexadecyltrimethyl ammonium bromide), 1.4 M NaCl, 0 , 2 vol / vol% β-mercaptoethanol, 20 mM EDTA and 100 mM Tris-HCl (pH 8.0), which was heated to 60 ° C. This suspension was heated at 60 ° C. for 30-60 minutes with gentle shaking, and then cooled to room temperature.A mixture of chloroform and isoamyl alcohol (24: 1) was added to this suspension in equal proportions and the mixture was carefully mixed. Then the mixture was centrifuged at 1600 x g for 5 minutes to obtain the upper layer. Next, 2/3 volumes of isopropyl alcohol were added to the upper layer and the mixture was again carefully mixed. The mixture was kept on ice for 10 minutes to precipitate chromosomal DNA: This chromosomal DNA was collected by centrifugation at 1600 x g for 10 minutes, and the chromosomal DNA thus collected was washed with 70 v / v. ethanol, then dried in vacuum and dissolved in 300 μl TE (including 10 mM Tris-HCl and 1 mM EDTA).

Тем временем, с целью выявления гена ipt с помощью метода полимерзаной реакции синтеза цепи несколько используемых затравок (олигонуклеотид) синтезировались на синтезаторе ДНК (производства Applied Biosystems Co.). Во время связывания с геном ipt расстояние между двумя затравками стало приблизительно 800 bp. С целью амплификации гена ipt, 1 μг экстрагированный хромосомный ДНК растворялись в 50 μл смешанного раствора, содержащего 0,2 μМ этих затравок, 10-мМ Tris-HCl (pH 8,8 при 25oC), 50-мМ KCl, 1,5-мМ MgCl2, 1 вес./об.% Triton X-100, 0,1-мМ dNTP и 1.25 единиц полимеразы Tag (полученной от CETUS Co). После нагревания смеси при 94oC в течение 1,5 минут цикл нагревания, состоящий из трех частей, а именно: при 94oC в течение 1 минуты, при 55oC в течение 2 минут и при 72oC в течение 3 минут, повторялся в целом 30 раз с целью завершения реакции. Полученная агарозная смесь анализировалась с помощью электрофореза на агарозном геле с целью выявления присутствия гена ipt в хромосомном ДНК путем амплификации гена приблизительно до 800 bp.In the meantime, in order to detect the ipt gene using the polymerase chain reaction method, several of the seeds used (oligonucleotide) were synthesized using a DNA synthesizer (manufactured by Applied Biosystems Co.). During binding to the ipt gene, the distance between the two primers became approximately 800 bp. In order to amplify the ipt gene, 1 μg of the extracted chromosomal DNA was dissolved in 50 μl of a mixed solution containing 0.2 μM of these seeds, 10 mM Tris-HCl (pH 8.8 at 25 ° C), 50 mM KCl, 1, 5 mM MgCl 2 , 1 w / v% Triton X-100, 0.1 mM dNTP and 1.25 units of Tag polymerase (obtained from CETUS Co). After heating the mixture at 94 ° C for 1.5 minutes, a three-part heating cycle, namely: at 94 ° C for 1 minute, at 55 ° C for 2 minutes and at 72 ° C for 3 minutes , repeated a total of 30 times in order to complete the reaction. The resulting agarose mixture was analyzed by agarose gel electrophoresis in order to detect the presence of the ipt gene in chromosomal DNA by amplifying the gene to approximately 800 bp.

Результаты показаны на фиг. 6. Как видно из фиг. 6, амплификация гена приблизительно до 800 bp наблюдалась во всех 6 ЭФП. На фиг. 6 величины, показанные с левой стороны, означают длину оснований, ингредиенты полосы которых были выявлены при электрофорезе маркера размера ДНК. The results are shown in FIG. 6. As can be seen from FIG. 6, gene amplification to approximately 800 bp was observed in all 6 AFPs. In FIG. 6 values shown on the left side indicate the length of the bases, the strip ingredients of which were detected by electrophoresis of the DNA size marker.

Сравнительный пример 1
Анализу подвергались 16 побегов, которые были не в состоянии образовать ЭФП и были получены из добавочных побегов, трансдифференцированных от листа, инфицированного A. tumefaciens, как описано на стадии III пример 1. Т.е. одновременно культивировалось 22 добавочных побега, и 6 линий ЭФП отбирались на стадии III примера 1. Морфологически нормальные побеги (в дальнейшем обозначаемые как не-ЭФП) освобождались от A. tumafaciens и подвергались тесту на сопротивляемость канамицину таким же образом, как и на стадиях III и IV примера 1. Далее, 9 линий не-ЭФП подвергались анализу полимеразной реакции синтеза цепи. Однако приблизительно через 3 месяца пластинки листьев этих линий не-ЭФП, положенные на культурную среду, содержащую канамицин, все стали коричневыми и завяли. Далее, в результате анализа полимеразной реакции синтеза цепи амплификация фрагмента ДНК приблизительно до 800 bp, доказывающая присутствие гена ipt, не обнаруживалась ни в одной из 9 анализируемых линий.
Comparative Example 1
An analysis was made of 16 shoots that were not able to form EFP and were obtained from additional shoots transdifferentiated from a leaf infected with A. tumefaciens as described in stage III of Example 1. That is, 22 additional shoots were simultaneously cultivated, and 6 EPP lines were selected in stage III of Example 1. Morphologically normal shoots (hereinafter referred to as non-EPP) were released from A. tumafaciens and subjected to kanamycin resistance testing in the same manner as in stages III and IV of example 1. Next, 9 lines of non-EFP were subjected to analysis of the polymerase reaction of chain synthesis. However, after about 3 months, the leaf blades of these non-EFP lines laid on a culture medium containing kanamycin all turned brown and wilted. Further, as a result of the analysis of the polymerase reaction of chain synthesis, amplification of the DNA fragment to approximately 800 bp, proving the presence of the ipt gene, was not detected in any of the 9 analyzed lines.

Результаты анализа полимеразной реакции синтеза цепи показаны на фиг. 6. The results of the analysis of the polymerase chain synthesis reaction are shown in FIG. 6.

Пример 2
I. Конструкция вектора
Плазмида pHSG398 (полученная от Tаkara Shuzo Co., Ltd.) подвергалась гидролизации с помощью рестрикционной эндонуклеазы BamHI. Когезионные концы, полученные гидролизацией, изменялись на "тупые" концы с помощью полимеразы T4ДНК (большая подъединица), и посредством лигирования этих окончаний была получена плазмида pNPI100. Т.е. pNPI100 - это pHSG398, потерявшая рестрикционный сайт эндонуклеазы BamHI. Тем временем, плазмида pCKR97 (T. Izawa et al. , Mol. Gen. Genet., vol. 227, p. 391, 1991) гидролизовалась с помощью рестрикционной эндонуклеазы PstI. Для получения плазмиды pNPI102, транспозон Ac кукурузы вырезался и вставлялся в сайт рестрикционной эндонуклеазы PstI плазмиды pNPI100.
Example 2
I. Vector Design
Plasmid pHSG398 (obtained from Takara Shuzo Co., Ltd.) was hydrolyzed by restriction endonuclease BamHI. The cohesive ends obtained by hydrolysis were changed to blunt ends using T4DNA polymerase (large subunit), and plasmid pNPI100 was obtained by ligation of these ends. Those. pNPI100 is pHSG398 that has lost the restriction site of the BamHI endonuclease. Meanwhile, the plasmid pCKR97 (T. Izawa et al., Mol. Gen. Genet., Vol. 227, p. 391, 1991) was hydrolyzed using restriction endonuclease PstI. To obtain plasmid pNPI102, maize transposon Ac was excised and inserted into the restriction endonuclease PstI site of pNPI100 plasmid.

Затем из плазмиды pIPT4, конструированной в соответствии с примером 1, вырезались промотор 35S мозаичного вируса цветной капусты и соединенный с ним ген ipt с помощью рестрикционных эндонуклеаз HindIII и SacI. Когезионные концы полученного таким образом фрагмента изменялись на "тупые" концы с помощью полимеразы I T4ДНК, и фрагмент вставлялся в сайт рестрикционной эндонуклеазы HincII плазмиды pUC119 с целью получения плазмиды pNPI101. Из этой плазмиды pNPI101 опять вырезались промотор 35S мозаичного вируса цветной капусты и ген ipt с помощью рестрикционных эндонуклеаз PstI и EcoRI, и когезионные концы фрагмента менялись на "тупые" концы с помощью полимеразы I T4ДНК. Далее, плазмида pNPI103 получалась путем лигирования фрагмента в "тупой" конец сайта эндонуклеазы BamHI плазмиды pNPI102. Т.е. в плазмиде pNPI103 промотор 35S и связанный с ним ген ipt присутствовали в сайте старой рестрикционной эндонуклеазы BamHI внутри транспозона Ac. Then, the 35S promoter of the cauliflower mosaic virus and the ipt gene connected to it using restriction endonucleases HindIII and SacI were cut from the pIPT4 plasmid constructed in accordance with Example 1. The cohesive ends of the fragment thus obtained were changed to blunt ends using T4DNA polymerase I, and the fragment was inserted into the HincII restriction endonuclease site of plasmid pUC119 to obtain plasmid pNPI101. The 35S promoter of cauliflower mosaic virus and the ipt gene were again cut from the plasmid pNPI101 using restriction endonucleases PstI and EcoRI, and the cohesive ends of the fragment were changed to blunt ends using polymerase I T4DNA. Next, the plasmid pNPI103 was obtained by ligation of the fragment at the "blunt" end of the BamHI endonuclease site of plasmid pNPI102. Those. in plasmid pNPI103, the 35S promoter and the associated ipt gene were present at the site of the old restriction endonuclease BamHI inside the Ac transposon.

Желаемый вектор получался путем вырезания транспозона Ac, содержащего промотор 35S мозаичного вируса цветной капусты и ген ipt, из плазмиды pNPI103 с рестрикционной эндонуклеазой PstI и вставления этого траспозона Ac в сайт рестрикционной эндонуклеазы SseI векторной плазмиды pBI121, которая обозначалась как плазмида pNPI106. The desired vector was obtained by excising an Ac transposon containing the 35S promoter of cauliflower mosaic virus and the ipt gene from plasmid pNPI103 with the restriction endonuclease PstI and inserting this transposon Ac into the SseI restriction endonuclease site of the vector plasmid pBI121, which was designated as plasmid pNP102.

Эта плазмида pNPI106 также вводилась в штамм E. coli JM109 и депонировалась в соответствии с Будапештским договором как E. coli JM109 (pNPI106) под депозитным N FERM BP-5064. This plasmid pNPI106 was also introduced into the E. coli strain JM109 and deposited in accordance with the Budapest treaty as E. coli JM109 (pNPI106) under deposit N FERM BP-5064.

Процедура конструирования плазмиды pNPI106 схематически представлена на фиг. 7 - 9. Карта рестрикционной эндонуклеазы участка Т-ДНК данной эндонуклеазы показана на фиг. 10. На фиг. 7 - 9 и 10 концевой участок транспозона Ac показан противоположными черными треугольниками соответственно. На фиг. 10 Ac-P представлен нативный промотор, присутствующий внутри Ac. Другие символы имеют такое же значение, как и символы, показанные на фиг. 2 - 5. The procedure for constructing plasmid pNPI106 is schematically represented in FIG. 7-9. A restriction endonuclease map of the T-DNA region of this endonuclease is shown in FIG. 10. In FIG. 7 - 9 and 10, the terminal portion of the Ac transposon is shown by opposite black triangles, respectively. In FIG. 10 Ac-P represents a native promoter present within Ac. Other symbols have the same meaning as the symbols shown in FIG. 2 - 5.

Как видно на фиг. 10, эта плазмида содержит ген ipt в качестве селективного гена-маркера, а ген NPTII и ген GUS (β-галактозидаза) - в качестве модели желаемого гена на участке Т-ДНК, а именно на участке, вводимом в хромосому растения. Далее, ген ipt присутствует при вставлении внутрь транспозона Ac. Поскольку клетка, содержащая ген GUS, метаболизирует специальный субстрат, вырабатывающий голубой пигмент, экспрессия гена может быть выявлена путем обнаружения этого пигмента. Таким образом, ген GUS часто используется для анализа экспрессии гена в растении. As seen in FIG. 10, this plasmid contains the ipt gene as a selective marker gene, and the NPTII gene and the GUS gene (β-galactosidase) as a model of the desired gene in the T-DNA region, namely, the region introduced into the plant chromosome. Further, the ipt gene is present when inserted into the transposon Ac. Since a cell containing the GUS gene metabolizes a special substrate that produces blue pigment, gene expression can be detected by detecting this pigment. Thus, the GUS gene is often used to analyze gene expression in a plant.

II. Введение pNPI106 в табак и анализ табака, в который был введен ген
A. Введение pNPI106 в табак и тест на экспрессию введенного гена
Таким же образом, как и на стадиях II и III примера 1, pNPI106 вводился в штамм A. tumefaciens LBA4404 и пластинки листьев табака инфицировались A. tumefaciens. Инфицированный таким образом лист табака культивировался в агарной культурной среде MS, не содержащей гормонов и содержащей 50 мг/л ацетосирингона, а затем в агарной культурной среде MS, не содержащей гормонов, к которой добавлялись 500 мг/л карбенициллина. Через два месяца после такого культивирования 63 линии ЭФП отделялись.
II. Introduction of pNPI106 into tobacco and analysis of tobacco into which the gene was introduced
A. Introduction of pNPI106 into tobacco and test for expression of the introduced gene
In the same manner as in Steps II and III of Example 1, pNPI106 was introduced into A. tumefaciens LBA4404 strain and tobacco leaf blades were infected with A. tumefaciens. The tobacco leaf thus infected was cultured in a hormone-free MS agar culture medium containing 50 mg / L acetosyringone, and then in a hormone-free MS agar culture medium to which 500 mg / L carbenicillin was added. Two months after such cultivation, 63 EFP lines were separated.

Эти линии ЭФП пересаживались в культурную среду, имеющую такой же состав (свободная от гормонов агарная культуральная среда MS, содержащая 500 мг/л карбенициллина). Месяц спустя, из слегка выросших побегов ЭФП визуально отбирались 9 побегов (побеги, выросшие из ЭФП, в дальнейшем называются просто "побеги"), которые выросли приблизительно в два и три раза по сравнению с другими побегами, в которых не наблюдался рост боковых побегов и в которых влияние гена ipt выглядело пониженным. Листья этих побегов подвергались такому же тесту на сопротивляемость канамицину, как описано на стадии IV-A примера 1, и тесту на экспрессию гена GUS (тест на активность GUS), основанному на методе Jefferson et al. Побеги, полученные после обрезания листьев, пересаживаются в агарную культурную среду MS, не содержащую гормонов, и культивировались. Через месяц их форма изучалась с целью выявления способности образования на побегах ЭФП, обнаруживая таким образом экспрессию гена ipt. These EPP lines were transplanted into a culture medium having the same composition (hormone-free MS agar culture medium containing 500 mg / L carbenicillin). A month later, 9 shoots were visually selected from slightly grown shoots of EPP (shoots grown from EPP, hereinafter referred to simply as “shoots”), which grew approximately two and three times in comparison with other shoots in which there was no increase in lateral shoots and in which the effect of the ipt gene looked reduced. The leaves of these shoots were subjected to the same kanamycin resistance test as described in step IV-A of Example 1 and the GUS gene expression test (GUS activity test) based on the method of Jefferson et al. Shoots obtained after leaf pruning were transplanted into hormone-free MS agar culture medium and cultivated. A month later, their shape was studied in order to identify the ability of formation on the shoots of AFP, thus detecting the expression of the ipt gene.

Результаты показаны в таблице 1. The results are shown in table 1.

Как видно из таблицы 1, хотя лист побега N 8 обладает сопротивляемостью канамицину и активностью GUS, ЭФП не образуется, даже если побег культивируется в течение 1 месяца. Предпочтительно, это происходит потому, что ген ipt, вызывающий образование ЭФП, присутствует во введенной форме внутри транспозона Ac в плазмиде pNPI106. Это означает, что ген ipt, введенный в хромосому табака путем инфицирования с помощью A. tumefaciens, содержащего эту плазмиду в ткани и экспрессированного на начальной стадии культивирования ткани сразу после инфицирования, удаляется вместе с Ac благодаря действию Ac во время последующего культивирования. Тем временем, в том же векторе ген NPTII и ген GUS вводятся в такую позицию, в которой они не действуют так же, как и Ac, таким образом, эти гены все еще остаются в хромосоме растения и экспрессируются. As can be seen from table 1, although the shoot sheet N 8 is resistant to kanamycin and GUS activity, the EFP does not form, even if the shoot is cultivated for 1 month. Preferably, this is because the ipt gene, causing the formation of an AFP, is present in the introduced form inside the Ac transposon in plasmid pNPI106. This means that the ipt gene introduced into the tobacco chromosome by infection with A. tumefaciens, which contains this plasmid in the tissue and is expressed at the initial stage of tissue culture immediately after infection, is removed along with Ac due to the action of Ac during subsequent cultivation. Meanwhile, in the same vector, the NPTII gene and the GUS gene are introduced in a position in which they do not act in the same way as Ac, so these genes still remain on the plant chromosome and are expressed.

В таблице 1, несмотря на то, что сопротивляемость канамицину и способность к образованию ЭФП наблюдаются в побегах NN 3, 5 и 6, только активность GUS является отрицательной. Это означает, что в этих побегах только ген GUS из генов, введенных с использованием pNPI106, не экспрессируется. Это, возможно, произошло благодаря ошибочной интеграции, имевшей место при интегрировании этих генов в хромосому растения. Т.е., когда ген вводится через A. tumefaciens, содержащую плазмиду, имеющую структуру pNPI106 или подобную ей, участок Т-ДНК, а именно весь внутренний участок между сайтом RB и сайтом LB, должен нормально интегрироваться в хромосому растения. Однако этот участок иногда интегрирован не полностью, а поврежден, в результате этого вводится неполноценный участок, лишенный части концов LB. На участке Т-ДНК плазмиды pNPI106 ген находится на самой близкой позиции к сайту LB. Соответственно, считается, что благодаря ошибочной интеграции при введении гена, ген GUS интегрируется в хромосому в разорванном на части виде и потеряв свою собственную функцию, или ген GUS вообще не вставляется в нее, таким образом, указанный ген не экспрессируется в данных побегах и его активность не наблюдается. In table 1, despite the fact that resistance to kanamycin and the ability to form EPPs are observed in shoots NN 3, 5, and 6, only GUS activity is negative. This means that in these shoots only the GUS gene from genes introduced using pNPI106 is not expressed. This may have been due to the erroneous integration that occurred during the integration of these genes into the plant chromosome. That is, when a gene is introduced through A. tumefaciens containing a plasmid having a pNPI106 structure or the like, the T-DNA region, namely the entire internal region between the RB site and the LB site, should integrate normally into the plant chromosome. However, this section is sometimes not fully integrated, but damaged, as a result of this, an inferior section is introduced, devoid of part of the ends of LB. In the T-DNA region of plasmid pNPI106, the gene is located at the closest position to the LB site. Accordingly, it is believed that due to erroneous integration during the introduction of the gene, the GUS gene is integrated into the chromosome in a torn form and having lost its own function, or the GUS gene is not inserted at all into it, thus, this gene is not expressed in these shoots and its activity not visible.

Фотография побегов N 2 и 8 через 1 месяц культивирования показана на фиг. 11 и 12. A photograph of shoots N 2 and 8 after 1 month of cultivation is shown in FIG. 11 and 12.

С учетом роста листьев побега N 8 и проведенного теста на сопротивляемость канамицину культивирование после теста продолжалось далее. Из этого листа было получено 5 добавочных побегов, и все эти побеги были не-ЭФП. Given the growth of shoot leaves N 8 and the test for resistance to kanamycin, cultivation after the test continued further. Five additional shoots were obtained from this leaf, and all these shoots were non-EFP.

B. Анализ полимеразной реакции синтеза цепи
Побеги 1 - 9 в таблице 1 после определения способности формирования ЭФП подвергались анализу полимеразной реакции синтеза цепи таким же образом, как и на стадии IV-B примера 1 с целью дальнейшего исследования присутствия гена ipt в хромосоме, при условии запрограммированного связывания пары затравок с геном NPTII и геном GUS соответственно, помимо затравок, использованных на этапе IV-B примера 1. В случае использования этих затравок при эксцизировании вставленных генов Ac и ipt (комплекс генов Ac-ipt) из участка Т-ДНК pNPI106 фрагмент ДНК, имеющий приблизительно 3 kd, амплифицируется в полимерной реакции синтеза цепи. Соответственно, путем использования такой амплификации в качестве индекса можно определить эксцезию комплекса генов Ac-ipt из ДНК.
B. Analysis of the polymerase reaction of chain synthesis
The shoots 1 - 9 in table 1, after determining the ability to form EPPs, were subjected to the analysis of the polymerase chain synthesis reaction in the same manner as in stage IV-B of example 1 in order to further investigate the presence of the ipt gene in the chromosome, subject to the programmed binding of a pair of seeds with the NPTII gene and the GUS gene, respectively, in addition to the seeds used in step IV-B of Example 1. If these seeds are used to excise inserted Ac and ipt genes (Ac-ipt gene complex) from a T-DNA region of pNPI106, a DNA fragment having the approximate but 3 kd, amplifies in a polymer chain synthesis reaction. Accordingly, by using this amplification as an index, the excision of the Ac-ipt gene complex from DNA can be determined.

Результаты анализа полимеразной реакции синтеза цепи побега N 8 показаны на фиг. 13, где величины, обозначенные слева, имеют такие же значения, как и на фиг. 6. Как следует из результатов, в хромосомной ДНК, экстрагированной из побега N 8, наблюдается амплификация фрагмента ДНК, составляющая приблизительно 3 kb, что доказывает эксцезию комплекса генов Ac-ipt, в то время как амплификация фрагмента ДНК, составляющей приблизительно 800 bp, подтверждающей наличие гена ipt, не наблюдается. Это означает, что ген ipt эксцизируется из хромосомной ДНК этого побега вместе с Ac и исчезает. The results of the analysis of the polymerase reaction of the synthesis of shoot chain N 8 are shown in FIG. 13, where the values indicated on the left have the same meanings as in FIG. 6. As follows from the results, amplification of the DNA fragment of approximately 3 kb is observed in the chromosomal DNA extracted from shoot N 8, which proves the excision of the Ac-ipt gene complex, while amplification of the DNA fragment of approximately 800 bp confirms the presence of the ipt gene is not observed. This means that the ipt gene is excised from the chromosomal DNA of this shoot along with Ac and disappears.

С другой стороны, относительно побегов NN 1-7 и 9, амплификация фрагмента ДНК, составляющая приблизительно 3 kb, не обнаруживалась ни в одном из его образцов хромосомной ДНК. Соответственно, считается, что в этих побегах ген ipt все еще присутствует в хромосомной ДНК наряду с Ac. On the other hand, with respect to shoots NN 1-7 and 9, amplification of a DNA fragment of approximately 3 kb was not detected in any of its chromosomal DNA samples. Accordingly, it is believed that in these shoots the ipt gene is still present in the chromosomal DNA along with Ac.

Сравнительный пример 2
При культивировании листьев, инфицированных A. tumefaciens, на стадии II-A примера 2; 3 не-ЭФП, трансдифференцированные наряду с ЭФП, отделялись и подвергались тесту на сопротивляемость канамицину, тесту на активность GUS, визуальному наблюдению после месячного культивирования и анализу полимеразной реакции синтеза цепи таким же образом, как и в п. II пример 2.
Reference Example 2
When cultivating leaves infected with A. tumefaciens, in stage II-A of example 2; 3 non-EPPs, transdifferentiated along with EPPs, were separated and subjected to a kanamycin resistance test, a GUS activity test, visual observation after a month of cultivation and analysis of the polymerase chain synthesis reaction in the same manner as in paragraph II of example 2.

Результаты показаны в таблице 1. Побеги, полученные из этих не-ЭФП, не обладают никакой резистентностью к канамицину, активностью GUS и способностью к образованию ЭФП. Кроме того, в результате анализа полимеразной реакции синтеза цепи амплификация фрагментов ДНК, составляющая приблизительно 800 bp и приблизительно 3 kb, не обнаружилась. The results are shown in Table 1. The shoots obtained from these non-ESPs do not have any resistance to kanamycin, GUS activity, and the ability to form EFPs. In addition, as a result of the analysis of the polymerase chain synthesis reaction, amplification of DNA fragments of approximately 800 bp and approximately 3 kb was not detected.

Пример 3
Далее, культивирование 63 линий ЭФП, отделенных в примере 2, продолжалось в агарной культурной среде MS, не содержащей гормонов. Приблизительно через два месяца после отделения, в целом от двух линий ЭФП было получено 7 побегов NN 13-1, 13-2, 13-3 и от 14-1 до 14-4, которые были нормальными и могли быть идентифицированы визуально, т.е. имели верхушечную доминанту. Эти побеги отделялись для пересадки в культурную среду, имеющую вышеуказанный состав, они все имели нормальный рост и корни. Из них побеги 13-1 и 14-1 подвергались анализу полимеразной реакции синтеза цепи, как описано на стадии II-B пример 2. В результате амплификация фрагмента ДНК, составляющая приблизительно 800 bp, не наблюдалась ни в одном из побегов NN 13-1 и 14-1. Между тем, амплификация фрагмента ДНК, составляющая приблизительно 3 kb, наблюдалась в обоих побегах. Таким образом было определено, что ген ipt эксцизировался из хромосомной ДНК этих побегов наряду с Ac и исчез. Результаты показаны на фиг. 14, где величины, обозначенные слева, имеют такое же значение, как и на фиг. 6. Далее, экспрессия гена GUS определялись во всех материалах, полученных от 7 побегов.
Example 3
Further, the cultivation of 63 EPP lines separated in Example 2 was continued in hormone-free MS agar culture medium. Approximately two months after separation, a total of 7 shoots NN 13-1, 13-2, 13-3 and from 14-1 to 14-4, which were normal and could be visually identified, were obtained from two EFP lines, i.e. e. had apical dominant. These shoots were separated for transplantation into a culture medium having the above composition, they all had normal growth and roots. Of these, shoots 13-1 and 14-1 were subjected to analysis of the polymerase chain synthesis reaction, as described in stage II-B of Example 2. As a result, amplification of the DNA fragment of approximately 800 bp was not observed in any of the shoots NN 13-1 and 14-1. Meanwhile, amplification of a DNA fragment of approximately 3 kb was observed in both shoots. Thus, it was determined that the ipt gene was excised from the chromosomal DNA of these shoots along with Ac and disappeared. The results are shown in FIG. 14, where the values indicated on the left have the same meaning as in FIG. 6. Further, GUS gene expression was determined in all materials obtained from 7 shoots.

Фиг. 15 показывает состояние нормального побега, дифференцированного от ЭФП. FIG. 15 shows the state of a normal shoot differentiated from AFP.

Пример 4. Example 4

Лист, полученный от побега, показанного как побег N 7 в таблице 1, среди 9 побегов, отобранных в примере 2, культивировался в агарной культурной среде MS, не содержащей гормонов, в течение приблизительно 1 месяца. Один нормальный побег визуально отбирался и отделялся от 6 добавочных побегов, которые трансдифференцировались от культивированного листа. Этот нормальный побег переносился в культурную среду, имеющую вышеуказанный состав, затем получался побег, имеющий нормальную длину и корни. Далее этот побег подвергался анализу полимеразной реакции синтеза цепи таким же образом, как описано на стадии II-B примера 2, и на основании фрагмента ДНК, имеющего приблизительно 800 bp, и амплификации фрагмента ДНК, составляющей приблизительно 3kb, было установлено, что ген ipt был эксцизирован из хромосомной ДНК наряду с Ac и исчез. Результаты показаны на фиг. 16, где величины, обозначенные слева, имеют такое же значение, как и на фиг. 6. Затем в этих же материалах также обнаруживалась экспрессия гена GUS. The leaf obtained from the shoot shown as shoot No. 7 in Table 1, among the 9 shoots selected in Example 2, was cultured in hormone-free MS agar culture medium for approximately 1 month. One normal shoot was visually selected and separated from 6 additional shoots, which transdifferentiated from the cultivated leaf. This normal shoot was transferred to a culture medium having the above composition, then a shoot having a normal length and roots was obtained. Further, this shoot was subjected to the analysis of the polymerase chain synthesis reaction in the same manner as described in stage II-B of Example 2, and based on the DNA fragment having approximately 800 bp and the amplification of the DNA fragment of approximately 3 kb, it was found that the ipt gene was excised from chromosomal DNA along with Ac and disappeared. The results are shown in FIG. 16, where the values indicated on the left have the same meaning as in FIG. 6. Then, expression of the GUS gene was also detected in the same materials.

Пример 5
1. Отделение сайт-специфичной рекомбинантной системы (системы pSR1) от дрожжей.
Example 5
1. Separation of the site-specific recombinant system (pSR1 system) from yeast.

Дрожжи (Zygosaccharomyces rouxii) (полученные из Института ферментации) инокулировались в 5 мл жидкой культурной среды YPAD (содержащей 10 г/л дрожжевого экстракта, 20 г/л полипептона, 0,4 г/л аденина и 20 г/л глюкозы) и культивировались при 30oC в течение 24 часов. Раствор культуры подвергался центрифугированию при 6900 • g в течение 3 минут при 20oC с целью сбора клеток (в дальнейшем клетки собирались при таких же условиях). Полученные клетки суспендировались в 2 мл раствора, содержащего 0,2-М Tris-HCl (pH 8,0) и 5 об./об.% меркаптоэтанола. Клеточная суспензия выдерживалась при 25oC в течение 30 минут при осторожном нечастом помешивании, а затем клетки собирались. Далее собранные клетки суспендировались в 1 мл раствора (pH 6,8), содержащего 2,5 мг/мл Zaimolyeis-20T (полученного от SEIKAGAKU CORPORATION), 10 вес./об.% сорбита и 5 вес./об.% KPO4. Суспензия выдерживалась при 30oC в течение 90 минут, вновь подвергалась центрифугированию, для того чтобы опять собрать клетки. Собранные клетки вновь суспендировались в 1 мл раствора, содержащего 0,2-М NaCl, 0,1-М ЭДТА, 5 вес./об.% додецилсульфата натрия, 50-мМ Tris-HCl (pH 8,5), к которому добавлялась протеиназа K до 20 мг/мл. Перемешанный раствор отстаивался при 60oC в течение 1 часа, затем охлаждался до комнатной температуры и экстрагировался с помощью смеси фенола и хлороформа, а затем очищался хлороформом. К полученному таким образом супернатанту добавлялся равный объем изопропанола с целью осаждения хромосомной ДНК и плазмиды pSR1. Смесь подвергалась центрифугированию при 6900 • g в течение 10 минут при 4oC для сбора ДНК, собранная ДНК промывалась с помощью 70 об. /об.% этанола, затем высушивалась в вакууме и растворялась в 100 μл TE.Yeast (Zygosaccharomyces rouxii) (obtained from the Institute of Fermentation) was inoculated in 5 ml of YPAD liquid culture medium (containing 10 g / l of yeast extract, 20 g / l of polypeptone, 0.4 g / l of adenine and 20 g / l of glucose) and cultured at 30 o C for 24 hours. The culture solution was centrifuged at 6900 x g for 3 minutes at 20 ° C in order to collect cells (subsequently, cells were collected under the same conditions). The resulting cells were suspended in 2 ml of a solution containing 0.2 M Tris-HCl (pH 8.0) and 5 vol / vol% mercaptoethanol. The cell suspension was maintained at 25 ° C. for 30 minutes with careful infrequent stirring, and then the cells were collected. Then, the collected cells were suspended in 1 ml of a solution (pH 6.8) containing 2.5 mg / ml Zaimolyeis-20T (obtained from SEIKAGAKU CORPORATION), 10% w / v% sorbitol and 5% w / v KPO 4 . The suspension was maintained at 30 o C for 90 minutes, again subjected to centrifugation in order to again collect cells. The collected cells were resuspended in 1 ml of a solution containing 0.2 M NaCl, 0.1 M EDTA, 5% w / v sodium dodecyl sulfate, 50 mM Tris-HCl (pH 8.5), to which was added proteinase K up to 20 mg / ml. The stirred solution was left to stand at 60 ° C. for 1 hour, then cooled to room temperature and extracted with a mixture of phenol and chloroform, and then purified with chloroform. An equal volume of isopropanol was added to the supernatant thus obtained in order to precipitate the chromosomal DNA and plasmid pSR1. The mixture was centrifuged at 6900 x g for 10 minutes at 4 ° C to collect DNA, the collected DNA was washed with 70 vol. / vol.% ethanol, then dried in vacuum and dissolved in 100 μl TE.

Используя экстрагированную таким образом ДНК (смесь хромосомной ДНК и плазмиды pSR1) в качестве матрицы, с помощью метода полимеразной реакции синтеза цепи была амплифицирована только сайт-специфичная рекомбинационная система, присутствовавшая в плазмиде pSR1 (называемая в дальнейшем "системой pSR1"). Система pSR1 состоит из гена R, который представляет собой ген рекомбиназы и рекомбинационной последовательности Rs, последовательности ДНК которых уже были определены (H. Araki et al., J. Mol. Biol., vol. 182, p. 191, 1985). В соответствии с настоящим изобретением, с целью амплификации гена R были синтезированы затравка, в которой XbaI сайт рестрикционной эндонуклеазы добавлялся к позиции 5' 22 оснований, а именно оснований 5595 - 5617 в последовательности плазмиды pSR1 (5'-CCTCTAGAATGCAATTGACCAAGGARACTG-3') и затравка, в которой сайт рестрикционной эндонуклеазы SacI добавлялся к позиции 5' 22 оснований, а именно оснований 4126 - 4147 в последовательности плазмиды pSR1 (5'-CCGAGCTCTTAATCTTGTCAGGAGGTGTCA-3'). С другой стороны, с целью амплификации Rs были синтезированы две пары затравок, при этом каждая включала 30 оснований (в целом, четыре типа). Т.е. одна пара включала затравку, в которой 3 из оснований 287-316 последовательности плазмиды pSR1 были замещены и был введен сайт рестрикционной эндонуклеазы Ssel (5'-AGGATTGAGCTACTGGACGGGAATCCTGCA-3'), и затравка, в которой 4 из оснований 690 - 719 последовательности плазмиды pSR1 были замещены и были введены сайт рестрикционной эндонуклеазы HindIII и сайт рестрикционной эндонуклеазы XhoI (5'-CAACTCGAGCAATCAAAGCTTCTCGTAGTC-3'). Rs, амплифицируемый этим набором затравок был назван "Rs1". Другая пара включала затравку, в которой 3 из оснований 287 - 316 последовательности плазмиды pSR1 были замещены и были введены сайт рестрикционной эндонуклеазы XhoI и сайт рестрикционной эндонуклеазы EcoRI (5'-AGGATTGAGCTACTCGAGGGGAATTCTGGA-3'), и затравка, в которой 5 из оснований 688 - 717 последовательности плазмиды pSR1 были замещены и был введен сайт рестрикционной эндонуклеазы SseI (5'-ACTGGACCAATCCCTGCAGGTCGTAGTCAA-3'). Rs, амплифицируемый этим набором затравок, был назван "Rs2". Using the DNA thus extracted (a mixture of chromosomal DNA and plasmid pSR1) as a template, only the site-specific recombination system present in plasmid pSR1 (hereinafter referred to as “pSR1 system”) was amplified using the polymerase chain reaction method. The pSR1 system consists of the R gene, which is the recombinase gene and the Rs recombination sequence, the DNA sequences of which have already been determined (H. Araki et al., J. Mol. Biol., Vol. 182, p. 191, 1985). In accordance with the present invention, in order to amplify the R gene, a seed was synthesized in which the XbaI restriction endonuclease site was added to position 5 ′ of 22 bases, namely bases 5595-5617 in the sequence of plasmid pSR1 (5′-CCTCTAGAATGCAATTGACCAAGGARACTG-3 ′) and the seed in which the SacI restriction endonuclease site was added to position 5 ′ of 22 bases, namely, bases 4126 to 4147 in the sequence of plasmid pSR1 (5′-CCGAGCTCTTAATCTTGTCAGGAGGTGTCA-3 ′). On the other hand, in order to amplify Rs, two pairs of seeds were synthesized, each of which included 30 bases (four types in total). Those. one pair included a seed in which 3 of the bases 287-316 of the pSR1 plasmid sequence were replaced and the Ssel restriction endonuclease site (5'-AGGATTGAGCTACTGGACGGGAATCCTGCA-3 ') was introduced, and a seed in which 4 of the bases 690-719 of the pSR1 plasmid sequence were introduced the HindIII restriction endonuclease site and the XhoI restriction endonuclease site (5'-CAACTCGAGCAATCAAAGCTTCTCGTAGTC-3 ') were replaced and introduced. The Rs amplified by this set of seeds was called "Rs1". The other pair included a seed in which 3 of the bases 287 - 316 of the pSR1 plasmid sequence were replaced and the restriction endonuclease XhoI site and a restriction endonuclease EcoRI site (5'-AGGATTGAGCTACTCGAGGGGAATTCTGGA-3 ') were introduced, and a seed in which 5 of the bases 688 717 sequences of plasmid pSR1 were replaced and the restriction endonuclease SseI site (5'-ACTGGACCAATCCCTGCAGGTCGTAGTCAA-3 ') was introduced. Rs amplified by this set of seeds was named "Rs2".

С целью амплификации гена R и Rs, 1 μл экстрагированного раствора ДНК добавлялся к каждой 50 μл смешанного раствора, используемого на стадии IV-B примера 1, содержащего по 0,2 μМ каждого набора затравок соответственно. Цикл нагревания, состоящий из трех частей, а именно: при 95oC в течение 30 секунд, при 55oC в течение 30 секунд и при 72oC в течение 1,5 минуты, повторялся со смесью в целом до 30 раз. Полученная таким образом реакционная смесь анализировалась с помощью электролиза на агарозном геле с целью подтверждения амплификации гена R и Rs.In order to amplify the R and Rs gene, 1 μl of the extracted DNA solution was added to each 50 μl of the mixed solution used in stage IV-B of Example 1 containing 0.2 μM of each set of seeds, respectively. The heating cycle, consisting of three parts, namely: at 95 o C for 30 seconds, at 55 o C for 30 seconds and at 72 o C for 1.5 minutes, was repeated with the mixture as a whole up to 30 times. The reaction mixture thus obtained was analyzed by agarose gel electrolysis to confirm amplification of the R and Rs gene.

II. Конструкция вектора
Rs1, амплифицированный с помощью метода полимеразной реакции синтеза цепи гидролизовался посредством рестрикционных эндонуклеаз PstI и XhoI, при этом получалась плазмида pNPI126 путем вставки данного Rs1 в сайты рестрикционной эндонуклеазы PstI-XhoI pSL1180 (полученная от Pharmacia Biotech Co.).
II. Vector design
Rs1 amplified by the polymerase chain synthesis method was hydrolyzed by restriction endonucleases PstI and XhoI, resulting in plasmid pNPI126 by inserting this RS1 into the sites of restriction endonuclease PstI-XhoI pSL1180 (obtained from Pharmacia Biotech Co.).

Затем с целью устранения сайта рестрикционной эндонуклеазы EcoRI и сайта рестрикционной эндонуклеазы HindIII pHSG398 последовательно повторялась гидролизация этих рестрикционных эндонуклеаз путем изменения гидролизованных концов 2 в "тупые" концы с помощью T4 полимеразы I (большая подъединица) и лигирования "тупых" концов. Таким образом получалась плазмиды pNPI121 с устраненными сайтами рестрикционных эндонуклеаз. Плазмида pNPI127 получалась путем гидролизации Rs2, амплифицированного с помощью метода полимеразной реакции синтеза цепи посредством рестрикционных эндонуклеаз XhoI и PstI, и включения данного Rs2 в сайты рестрикционной эндонуклеазы SalI-PstI плазмиды pNPI121. Then, in order to eliminate the EcoRI restriction endonuclease site and the HindIII restriction endonuclease site pHSG398, the hydrolysis of these restriction endonucleases was successively repeated by changing the hydrolyzed ends 2 to the blunt ends using T4 polymerase I (large subunit) and ligation of the blunt ends. Thus, plasmids pNPI121 with eliminated restriction endonuclease sites were obtained. Plasmid pNPI127 was obtained by hydrolysis of Rs2 amplified by the method of polymerase chain synthesis using restriction endonuclease XhoI and PstI, and incorporation of this Rs2 into the restriction endonuclease sites SalI-PstI of plasmid pNPI121.

Плазмида pNPI128 получалась путем вырезания Rs1 из pNPI126 с помощью рестрикционных эндонуклеаз SmaI и SpeI и включения данного фрагмента в сайты рестрикционной эндонуклеазы SmaI-XbaI плазмиды pNPI127. Plasmid pNPI128 was obtained by excising Rs1 from pNPI126 using restriction endonuclease SmaI and SpeI and incorporating this fragment into the restriction endonuclease sites of SmaI-XbaI plasmid pNPI127.

Ген R, амплифицированный с помощью метода полимеразной реакции синтеза цепи гидролизовался посредством рестрикционных эндонуклеаз XbaI и SacI и включался в сайты рестрикционной эндонуклеазы XbaI-SacI плазмиды pHSG398. Полученная таким образом плазмида обозначалась как pNPI124. The R gene amplified by the method of polymerase chain synthesis was hydrolyzed by restriction endonuclease XbaI and SacI and included in the restriction endonuclease sites of XbaI-SacI plasmid pHSG398. The plasmid thus obtained was designated as pNPI124.

Затем pBI221 (полученная от Clontech Co.) гидролизовалась с помощью рестрикционной эндонуклеазы PstI. Гидролизованные концы изменялись на "тупые" концы, а затем лигировались вышеуказанным способом. Таким образом получалась плазмида pNPI111 с устраненными сайтами рестрикционной эндонуклеазы SseI и PstI. Затем ген R, вырезанный из pNPI125 с помощью рестрикционных эндонуклеаз XbaI и SacI, включался в сайты рестрикционной эндонуклеазы XbaI-SacI плазмиды pNPI111, замещая ген GUS с целью получения плазмиды pNPI125. Далее, промотор 35S мозаичного вируса цветной капусты, ген R, связанный с промотором, и сигнал полиаденилирования синтетазы нопалина вырезались с помощью рестрикционных эндонуклеаз HindIII и EcoRI и включались в сайты рестрикционной эндонуклеазы HindIII-EcoRI плазмиды pNPI128 с целью получения плазмиды pNPI129. Then pBI221 (obtained from Clontech Co.) was hydrolyzed using restriction endonuclease PstI. The hydrolyzed ends were changed to blunt ends, and then were ligated in the above manner. Thus, the plasmid pNPI111 with the eliminated restriction endonuclease sites SseI and PstI was obtained. Then, the R gene, cut from pNPI125 using restriction endonuclease XbaI and SacI, was included in the restriction endonuclease sites XbaI-SacI of plasmid pNPI111, replacing the GUS gene to obtain plasmid pNPI125. Next, the 35S promoter of cauliflower mosaic virus, the R gene linked to the promoter, and the polyadenylation signal of nopaline synthetase were cut using HindIII and EcoRI restriction endonucleases and included in the HindIII-EcoRI restriction endonuclease sites of plasmid pNPI128 to obtain plasmid pNPI129.

pNPI101 гидролизовалась с помощью рестрикционной эндонуклеазы SmaI, и 5'-фосфолилированный линкер HindIII (полученный от Takara Shuzo Co., Ltd) включался в гидролизационный сайт с целью получения плазмиды pNPI122. Таким образом, данная pNPI122 является единственной, в которой сайт рестрикционной эндонуклеазы SmaI плазмиды pNPI101 замещался сайтом рестрикционной эндонуклеазы HindIII. Далее, pNPI122 гидролизовалась с помощью рестрикционной эндонуклеазы PstI, и гидролизованные концы изменялись на "тупые" концы и лигировались с целью получения плазмиды pNPI123 с устраненными сайтами рестрикционных эндонуклеаз SseI и PstI. Из этой плазмиды вырезались промотор 35S мозаичного вируса цветной капусты и ген ipt с помощью рестрикционной эндонуклеазы HindIII и включались в сайт рестрикционной эндонуклеазы HindIII плазмиды pNPI129 с целью получения плазмиды pNPI130. pNPI101 was hydrolyzed using SmaI restriction endonuclease, and the 5'-phospholylated HindIII linker (obtained from Takara Shuzo Co., Ltd) was included in the hydrolysis site to obtain plasmid pNPI122. Thus, this pNPI122 is the only one in which the SmaI restriction endonuclease site of plasmid pNPI101 is replaced by the HindIII restriction endonuclease site. Next, pNPI122 was hydrolyzed with the restriction endonuclease PstI, and the hydrolyzed ends were changed to blunt ends and ligated to obtain the plasmid pNPI123 with the eliminated restriction endonuclease sites SseI and PstI. The 35S promoter of cauliflower mosaic virus and the ipt gene were excised from this plasmid using the HindIII restriction endonuclease and included in the HindIII restriction endonuclease site of plasmid pNPI129 to obtain plasmid pNPI130.

Желаемый вектор получался путем вырезания фрагмента, содержащего ген ipt, и гена R, промотора 35S мозаичного вируса цветной капусты, связанного с ними соответственно, и Rs, присутствующих на обоих терминалах этих генов, с помощью рестрикционной эндонуклеазы PstI и включения этого фрагмента в сайт рестрикционной эндонуклеазы SseI плазмиды pBI121. Полученная таким образом плазмида обозначалась как pNPI132. The desired vector was obtained by cutting out the fragment containing the ipt gene and the R gene, the 35S promoter of the cauliflower mosaic virus associated with them, respectively, and the Rs present on both terminals of these genes using the restriction endonuclease PstI and incorporating this fragment into the restriction endonuclease site SseI plasmids pBI121. The plasmid thus obtained was designated as pNPI132.

Плазмида pNPI132 также вводилась в штамм E.coli JM109 и депонировалась в соответствии с Будапештским договором как E. coli JM109 (pNPI132) под депозитным N FERM BP-5065. Plasmid pNPI132 was also introduced into the E. coli strain JM109 and deposited in accordance with the Budapest treaty as E. coli JM109 (pNPI132) under deposit N FERM BP-5065.

Процедура конструирования плазмиды pNPI132 схематически показана на фиг. 17-19. Карта рестрикционной эндонуклеазы ее участка Т-ДНК показана на фиг. 20. На фиг. 17-19 и 20 заштрихованный треугольник означает рекомбинационную последовательность Rs, полученную из плазмиды pSR1 дрожжей и направление ее последовательности. Другие символы имеют значения, показанные на фиг. 2-5. The procedure for constructing plasmid pNPI132 is schematically shown in FIG. 17-19. A map of the restriction endonuclease of its T-DNA region is shown in FIG. 20. In FIG. 17-19 and 20, the shaded triangle indicates the recombination sequence Rs obtained from the yeast plasmid pSR1 and the direction of its sequence. Other symbols have the meanings shown in FIG. 2-5.

Как следует из фиг. 20, плазмида pNPI132 является такой же, как и плазмида pNPI106; она имеет ген ipt в качестве селективного гена-маркера, ген NPTII и ген GUS в качестве моделей желаемого гена на участке Т-ДНК. Однако в данном случае участок между двумя рекомбинационными последовательностями Rs системы pSR1 ведет себя как удаляемый элемент ДНК. Поэтому ген ipt вставляется таким образом, что он удерживается двумя рекомбинационными последовательностями, имеющими одинаковое направление. As follows from FIG. 20, the plasmid pNPI132 is the same as the plasmid pNPI106; it has the ipt gene as a selective marker gene, the NPTII gene, and the GUS gene as models of the desired gene in the T-DNA region. However, in this case, the region between the two Rs recombination sequences of the pSR1 system behaves as a removable DNA element. Therefore, the ipt gene is inserted in such a way that it is held by two recombination sequences in the same direction.

III. Введение pNPI132 в табак и анализ табака, в который был введен ген
Таким же способом, как на стадиях II и III примера 1, плазмида pNPI132 вводилась в штамм A. tumefaciens LBA4404, и пластинка листа табака (Nicotiniana tabacum cv. SR1) инфицировалась с помощью данного A. tumefaciens. Затем инфицированные листья культивировались в агарной культурной среде MS, свободной от гормонов и содержащей 50 мг/л ацетосирингона, а затем в агарной культурной среде MS, свободной от гормонов и содержащей 500 мг/л карбенициллина.
III. Introduction of pNPI132 into tobacco and analysis of tobacco into which the gene was introduced
In the same manner as in stages II and III of Example 1, the plasmid pNPI132 was introduced into the A. tumefaciens LBA4404 strain, and the tobacco leaf plate (Nicotiniana tabacum cv. SR1) was infected using this A. tumefaciens. The infected leaves were then cultured in a hormone-free MS agar culture medium containing 50 mg / L acetosyringone, and then in a hormone-free MS agar culture medium containing 500 mg / L carbenicillin.

Месяц спустя культивированные листья переносились в культурную среду, имеющую такой же состав, и культивирование продолжалось далее в течение 1 месяца. Затем отделялись 48 линий экстремальных фенотипов побегов (ЭФП). A month later, the cultivated leaves were transferred to a culture medium having the same composition, and cultivation continued for further 1 month. Then 48 lines of shoot extreme phenotypes (AFP) were separated.

Эти линии ЭФП вновь пересаживались в культурную среду, имеющую такой же состав, и культивирование продолжалось далее. Приблизительно месяц спустя (т.е. приблизительно через 3 месяца после инфицирования с помощью A. tumefaciens) побеги, морфология которых визуально определялась как нормальная, генерировались из семи из 48 линий ЭФП. Эти побеги отделялись и пересаживались в культурную среду, имеющую такой же состав, с целью получения 10 нормальных индивидуумов. These EPP lines were again transplanted into a culture medium having the same composition, and cultivation continued further. About a month later (i.e., approximately 3 months after infection with A. tumefaciens), shoots, whose morphology was visually defined as normal, were generated from seven of the 48 EPP lines. These shoots were separated and transplanted into a culture medium having the same composition in order to obtain 10 normal individuals.

Эти индивидуумы подвергались анализу полимеразной реакции синтеза цепи таким же способом, как и на стадии II-B примера 2, при условии, что пара затравок для определения гена GUS использовалась в дополнение к добавкам, применяемым на стадии II-B примера 2. Проводя полимеразную реакцию синтеза цепи с использованием указанных затравок, фрагмент ДНК, имеющий приблизительно 800 bp, амплифицировался при наличии гена ipt. Фрагмент ДНК, имеющий приблизительно 3 kb, амплифицировался, когда ген ipt эксцизировался на участке Т-ДНК плазмиды pNPI132 путем эксцизирования части, удерживаемой Rs's (данные результаты являются такими же, как и результаты анализа стадии II-B примера 2). Фрагмент ДНК, имеющий приблизительно 1,7 kb, амплифицировался при наличии гена GUS. Результаты показаны на фиг. 21-23 и в таблице 2. На фиг. 21-23, величины, обозначенные слева, имеют такие же значения, как и на фиг. 6. These individuals were subjected to the analysis of the polymerase chain synthesis reaction in the same manner as in stage II-B of example 2, provided that a pair of seeds for determining the GUS gene was used in addition to the additives used in stage II-B of example 2. Carrying out the polymerase reaction chain synthesis using these seeds, a DNA fragment having approximately 800 bp, amplified in the presence of the ipt gene. A DNA fragment of approximately 3 kb was amplified when the ipt gene was excised in the T-region of the plasmid pNPI132 by excising the portion retained by Rs's (these results are the same as the results of the analysis of stage II-B of example 2). A DNA fragment having approximately 1.7 kb was amplified in the presence of the GUS gene. The results are shown in FIG. 21-23 and in table 2. In FIG. 21-23, the values indicated on the left have the same meanings as in FIG. 6.

Как следует из таблицы 2, присутствие гена ipt, который является селективным геном-маркером, не обнаруживалось ни в каких хромосомных индивидуумов, которые отбирались путем простого визуального изучения их морфологии, и напротив, выявлялась амплификация фрагмента ДНК, которая означает эксцизию гена ipt. Вместе с тем, присутствие гена GUS, используемого в качестве желаемого гена, обнаруживалось во всех индивидуумах. As follows from table 2, the presence of the ipt gene, which is a selective marker gene, was not detected in any chromosomal individuals that were selected by a simple visual study of their morphology, and on the contrary, amplification of the DNA fragment was detected, which means excision of the ipt gene. However, the presence of the GUS gene used as the desired gene was detected in all individuals.

С другой стороны, сопротивляемость канамицину определялась путем использования терминальных почек индивидуумов, которые были получены из не-ЭФП, дифференцирующих почти одновременно с 48 линиями ЭФП и показавших нормальную длину и корни при использовании свободной от гормонов агарной среды MS, содержащей 200 мг/л канамицина. В результате было найдено, что 2 из 16 индивидуумов имеют резистентность к канамицину. On the other hand, kanamycin resistance was determined using terminal kidneys of individuals that were derived from non-EPP, differentiating almost simultaneously with 48 EPP lines and showing normal length and roots when using hormone-free MS agar medium containing 200 mg / L kanamycin. As a result, 2 out of 16 individuals were found to be resistant to kanamycin.

Далее, эти индивидуумы, резистентные к канамицину, исследовались дальше путем анализа полимеразной реакции синтеза цепи вместе с тремя индивидуумами, выбранными среди 14 индивидуумов, сенситивных к канамицину, таким же образом, как и индивидуумы, полученные из ЭФП. Фиг. 24 показывает результаты, где величины, обозначенные слева, имеют такие же значения, как на фиг. 6. Further, these kanamycin-resistant individuals were further investigated by analyzing the polymerase chain synthesis reaction together with three individuals selected from 14 kanamycin-sensitive individuals in the same way as individuals derived from EPP. FIG. 24 shows the results, where the values indicated on the left have the same values as in FIG. 6.

Как ясно видно на фиг. 24, каждый из двух резистентных к канамицину индивидуумов показал амплификацию фрагмента ДНК, что означает эксцизию участка, содержащего ген ipt и удерживаемого с помощью Rs, и присутствие гена GUS. Таким образом было доказано, что гены, возникшие в pNPI132, были интегрированы в эти хромосомы. Напротив, такая амплификация не наблюдалась в трех индивидуумах, сенситивных к канамицину. Далее, любой из этих индивидуумов (а именно, ни индивидуумы, резистивные к канамицину, ни индивидуумы, сенситивные к канамицину) показал амплификацию фрагмента ДНК, что означает присутствие гена ipt. As clearly seen in FIG. 24, each of the two kanamycin-resistant individuals showed amplification of the DNA fragment, which means excision of the region containing the ipt gene and retained by Rs and the presence of the GUS gene. Thus, it was proved that the genes that arose in pNPI132 were integrated into these chromosomes. On the contrary, such amplification was not observed in three individuals sensitive to kanamycin. Further, any of these individuals (namely, neither individuals resistant to kanamycin, nor individuals sensitive to kanamycin) showed amplification of the DNA fragment, which means the presence of the ipt gene.

Предполагается, что эти индивидуумы, резистентные к канамицину, полученные из штамма, неспособного к образованию ЭФП, так же как и индивидуумы, сенситивные к канамицину, возникли в клетках, в хромосомы которых pNPI132 не был введен при инфицировании с помощью A. tumefaciens. Основываясь на этом предположении, невероятно, чтобы гены, возникающие в этом секторе, содержались в хромосомах. Более того, нецелесообразно, чтобы индивидуумы, не содержащие гена ipt, но содержащие ген NPTII (что подтверждается фактом, что эти индивидуумы резистентны к канамицину) и ген GUS каждый в полной форме в хромосомах, появлялись с такой частотой с учетом того, что эти векторы возникают в одном и том же векторе. It is assumed that these kanamycin-resistant individuals obtained from a strain incapable of forming an EPP, as well as kanamycin-sensitive individuals, arose in cells in the chromosomes of which pNPI132 was not introduced during infection with A. tumefaciens. Based on this assumption, it is unbelievable that the genes that arise in this sector are contained in the chromosomes. Moreover, it is impractical for individuals that do not contain the ipt gene but contain the NPTII gene (as evidenced by the fact that these individuals are resistant to kanamycin) and the GUS gene each in full form in the chromosomes to appear with such frequency, given that these vectors occur in the same vector.

В частности, целесообразно сделать вывод о том, что в этих индивидуумах, резистентных к канамицину, pNPI132 была когда-то введена в хромосомы. Другими словами, предполагается, что Т-ДНК участок pNPI132 был когда-то введен в хромосому благодаря инфекции A. tumefaciens, но слишком эффективная функция системы pSR1, используемая для данного вектора, индуцировала эксцизию гена ipt до образования ЭФП вслед за инфекцией A.tumefaciens. В результате ген NPTII и ген GUS эксклюзивно остались в хромосоме. Тот факт, что анализ полимеразной реакции синтеза цепи показал индивидуумы, резистентные к канамицину, эксцизия участка, содержащего ген ipt и удерживаемого Rs, также подтверждает это предположение. In particular, it is advisable to conclude that in these kanamycin-resistant individuals, pNPI132 was once introduced into chromosomes. In other words, it is believed that the T-DNA region of pNPI132 was once introduced into the chromosome due to infection with A. tumefaciens, but the pSR1 system function that was used for this vector was too effective and induced ipt excision before the formation of EFP after A.tumefaciens infection. As a result, the NPTII gene and the GUS gene exclusively remained on the chromosome. The fact that analysis of the polymerase reaction of chain synthesis showed individuals resistant to kanamycin, excision of the region containing the ipt gene and retained by Rs also confirms this assumption.

Пример 6
I. Конструкция вектора
Гены rol (S. Kiyokawa, Plant Physiol., vol. 104, p. 801, 1994), содержащие rolA, rolB и rolC и имеющие общий размер, составляющий 7,6 kb, которые были включены в сайт рестрикционной эндонуклеазы EcoRI плазмиды pBluescriptII SK+ (производство Toyobo Co., Ltd), вырезались с помощью рестрикционной эндонуклеазы EcoRI. Это фрагмент включался в сайт рестрикционной эндонуклеазы EcoRI плазмиды pNPI129 с целью производства плазмиды pNPI700.
Example 6
I. Vector Design
The rol genes (S. Kiyokawa, Plant Physiol., Vol. 104, p. 801, 1994) containing rolA, rolB and rolC and having a total size of 7.6 kb that were included in the EcoRI restriction endonuclease site of plasmid pBluescriptII SK + (manufactured by Toyobo Co., Ltd), were cut using restriction endonuclease EcoRI. This fragment was included on the EcoRI restriction endonuclease site of plasmid pNPI129 to produce plasmid pNPI700.

Из этой плазмиды pNPI700 с помощью рестрикционной эндонуклеазы вырезались промотор 35S мозаичного вируса цветной капусты, ген R, связанный с промотором, и Rs, присутствующие на обоих терминалах этих генов, и включались в сайт рестрикционной эндонуклеазы SseI плазмиды pBI131 с целью получения желаемой плазмиды pNPI702. Using the restriction endonuclease, the 35S cauliflower virus promoter, the R gene associated with the promoter, and the Rs present at both terminals of these genes were excised from this plasmid pNPI700 and included in the restriction endonuclease SseI site of plasmid pBI131 to obtain the desired plasmid pNPI702.

Эта плазмида pNPI702 также вводилась в штамм E. coli JM109 и депонировалась в соответствии с Будапештским соглашением как E. coli JM109 (pNPI702) под депозитарным N BP-5066. This plasmid pNPI702 was also introduced into the E. coli JM109 strain and was deposited in accordance with the Budapest agreement as E. coli JM109 (pNPI702) under depository N BP-5066.

Процедура конструирования плазмиды pNPI702 схематически показана на фиг. 25. Карта рестрикционной эндонуклеазы ее участка Т-ДНК показана на фиг. 26. Символы на фиг. 25 и 26 имеют такое же значение, как и символы на фиг. 2 - 5. The procedure for constructing plasmid pNPI702 is schematically shown in FIG. 25. A map of the restriction endonuclease of its T-DNA region is shown in FIG. 26. The symbols in FIG. 25 and 26 have the same meaning as the symbols in FIG. 2 - 5.

Как следует из фиг. 26, плазмида pNPI702 подобна плазмиде pNPI132, за исключением того, что ген ipt селективного маркера заменен на гены rol. Гены rol, используемые в данном векторе, присутствуют в Т-ДНК A. rhisogenes в природе. Известно, что, когда гены rol вводятся в клетки растений, в ткани растения образуются волосяные корни и что растение, регенерированное из этого волосяного корня, имеет морфологические аномальности, такие как карликовость и т.п. As follows from FIG. 26, plasmid pNPI702 is similar to plasmid pNPI132, except that the select marker marker ipt gene is replaced with rol genes. The rol genes used in this vector are present in A. rhisogenes T-DNA in nature. It is known that when rol genes are introduced into plant cells, hair roots are formed in plant tissue and that a plant regenerated from this hair root has morphological abnormalities such as dwarfism and the like.

II. Введение pNPI702 в табак и анализ табака, в который был введен данный ген
Таким же способом, как и на стадиях II и III примера 1, плазмида pNPI702 вводилась в штамм LBA4404 A. tumefaciens, и пластинки листьев табака инфицировались с помощью A. tumefaciens.
II. Introduction of pNPI702 into tobacco and analysis of tobacco into which this gene was introduced
In the same manner as in stages II and III of Example 1, plasmid pNPI702 was introduced into A. tumefaciens strain LBA4404, and tobacco leaf blades were infected with A. tumefaciens.

Инфицированная таким образом пластинка листа табака культивировалась в агарной культурной среде MS, свободной от гормонов и содержащей 50 мг/л ацетосирингона в темном месте в течение 3 дней, а затем в свободной от гормонов агарной культурной среде MS, к которой добавлялось 400 мг/л трикарциллина. Приблизительно через 15 дней после начала культивирования наблюдалась дифференциация волосяных корней. Волосяные корни отделялись один за другим и клались на индукционную культурную среду побега (агарная культурная среда MS, содержащая 0,1 мг/л α-нафталинуксусной кислоты, 2,0 мг/л бензиладенина и 400 мг/л трикарциллина). Затем из трансдифференцированных побегов отбирались 18 побегов, имеющих визуально нормальную морфологию, и подвергались анализу полимеразной реакции синтеза цепи таким же способом, как и на стадии II-B примера 2, используя затравки для определения эксцизионного участка, содержащего ген rol и удерживаемого с помощью Rs's через амплификацию фрагмента ДНК, имеющего размер приблизительно 3 kb (как и такие же затравки, используемые в примерах 2 - 5 и сравнительном примере 2), и затравки для определения генов rol через амплификацию фрагментов ДНК, имеющих размер приблизительно 1,1 kb. В результате было подтверждено, что участок, содержащий гены rol и удерживаемый Rs's, эксцизировался из хромосом 9 побегов. The tobacco leaf plate thus infected was cultured in an hormone-free MS agar culture medium containing 50 mg / L acetosyringone in a dark place for 3 days, and then in a hormone-free MS agar culture medium to which 400 mg / L tricarcillin was added. . Approximately 15 days after the start of cultivation, differentiation of hair roots was observed. The hair roots were separated one after another and laid on the induction culture medium of the shoot (MS agar culture medium containing 0.1 mg / L α-naphthalene acetic acid, 2.0 mg / L benzyladenine and 400 mg / L tricarcillin). Then, 18 shoots with visually normal morphology were selected from the transdifferentiated shoots and subjected to the polymerase chain synthesis analysis in the same manner as in stage II-B of example 2, using seeds to determine the excision region containing the rol gene and retained by Rs's through amplification of a DNA fragment having a size of approximately 3 kb (as well as the same seeds used in examples 2 to 5 and comparative example 2), and seeds for determining rol genes through the amplification of DNA fragments having size is approximately 1.1 kb. As a result, it was confirmed that the region containing the rol genes and retained by Rs's was excised from the chromosomes of 9 shoots.

Пример 7
В гибридную осину (Populus Sieboldii x Populus grandidentata) был введен ген с использованием вектора pNP1106, конструированного выше в примере 2.
Example 7
A gene was introduced into the hybrid aspen (Populus Sieboldii x Populus grandidentata) using the vector pNP1106 constructed above in Example 2.

Ствол гибридной осины, штамм Y63 (выращенной в экспериментальном лесу Akita Jugo chemicals Co., Ltd.), выращенный в стерилизованной колбе, разрезался на части, свободные от узлов, длиной 5 мм. Затем часть разрезалась вертикально на две половины с целью использования в качестве образца, и образец инфицировался посредством введения pNPI106 - штамма LBA4404 A. tumefaciens таким же образом, как и на стадии примера 1. После инфицирования часть ствола помещалась в свободную от гормонов модифицированную агарную культурную среду MS (содержащую 0,2 вес./об.% сахарозы и 0,8 вес./об.% агара), к которой добавлялось 40 мг/л ацетосирингона, и культивировалась в ней в течение 3 дней. Затем она пересаживалась в такую же среду, но содержащую 500 мг карбенициллина вместо ацетосирингона, и культивировалась в ней далее. Используемая модифицированная культурная среда MS, приготавливается путем изменения концентраций аммония-азота и нитрата-азота обычной культурной среды MS на 10-мМ и 30-мМ соответственно. The hybrid aspen trunk, strain Y63 (grown in the Akita Jugo chemicals Co., Ltd. experimental forest), grown in a sterilized flask, was cut into 5 mm long knot-free parts. Then the part was cut vertically into two halves for use as a sample, and the sample was infected by introducing pNPI106 strain A. tumefaciens LBA4404 in the same manner as in Example 1. After infection, part of the stem was placed in a hormone-free modified agar culture medium MS (containing 0.2% w / v% sucrose and 0.8% w / v% agar) to which 40 mg / l acetosyringone was added and cultured therein for 3 days. Then it was transplanted into the same medium, but containing 500 mg of carbenicillin instead of acetosyringone, and cultivated in it further. The modified MS culture medium used is prepared by changing the concentrations of ammonia-nitrogen and nitrate-nitrogen of the usual MS culture medium by 10 mM and 30 mM, respectively.

Приблизительно через два месяца добавочные почки, растущие на этой части, отделялись и культивировались далее в течение 2 месяцев. Таким образом было получено 6 линий ЭФП. Эти линии вновь пересевались и приблизительно через 4 месяца после этого (т.е. спустя приблизительно 8 месяцев после инфицирования с помощью A. tumefaciens) в первый раз наблюдались морфологически нормальные побеги, растущие из ЭФП. Затем эти побеги пересаживались в разбавленную на 2/3 среду MS (содержащую 2 вес./об.% сахарозы и 0,3 вес./об.% геллановой смолы), к которой добавлялось 0,05 мг/л индоломасляной кислоты, и культивировались в ней. Таким образом, 7 нормальных индивидуумов с растущими корнями были получены в целом от двух линий ЭФП в течение 10 месяцев после инфицирования A.tumefaciens. After about two months, the additional buds growing on this part were separated and cultivated further for 2 months. Thus, 6 EFP lines were obtained. These lines were reseeded and approximately 4 months after this (i.e., approximately 8 months after infection with A. tumefaciens), morphologically normal shoots growing from EPP were observed for the first time. Then, these shoots were transplanted into a 2/3 diluted MS medium (containing 2% w / v sucrose and 0.3% w / v gellan gum), to which 0.05 mg / l indolobutyric acid was added, and cultivated in her. Thus, 7 normal individuals with growing roots were obtained as a whole from two EPP lines within 10 months after infection with A. tumefaciens.

Эти индивидуумы затем подвергались анализу полимеразной реакции синтеза цепи таким же образом, как и на стадии III примера 5. В результате, ни в одном из них не был обнаружен ген ipt. С другой стороны, среди них в двух индивидуумах было обнаружено присутствие гена GUS. Таким образом было подтверждено, что вектор в соответствии с настоящим изобретением может эффективно использоваться также и в древесных растениях. These individuals were then analyzed for the polymerase chain synthesis reaction in the same manner as in Step III of Example 5. As a result, the ipt gene was not detected in any of them. On the other hand, among them, the presence of the GUS gene was detected in two individuals. Thus, it was confirmed that the vector in accordance with the present invention can be effectively used also in woody plants.

Кстати, в 5 из оставшихся нормальных индивидуумов была обнаружена лишь часть гена GUS. Похоже, что в индивидуумах, где транспозон Ac, введенный с помощью вектора pNPI106, эксцизируется их хромосомы вместе с геном ipt, эксцизии и разрыву подвергается также ген GUS, расположенный в непосредственной близости от него. By the way, in 5 of the remaining normal individuals, only a part of the GUS gene was detected. It seems that in individuals where the Ac transposon, introduced using the pNPI106 vector, excites their chromosomes together with the ipt gene, the GUS gene located in close proximity to it also undergoes excision and rupture.

Фиг. 27 показывает состояние нормального побега, дифференцированного от ЭФП. FIG. 27 shows the state of a normal shoot differentiated from AFP.

Пример 8
Нормальный индивидуум (полученный через ЭФП), содержащий гены, введенные в него с помощью pNPI132 в соответствии с примером 5, подвергался далее введению генов с использованием вектора в соответствии с настоящим изобретением.
Example 8
A normal individual (obtained via EPP) containing genes introduced into it using pNPI132 in accordance with Example 5 was further subjected to gene introduction using a vector in accordance with the present invention.

Ген GUS PNPI132 заменялся геном HPT (геном, резистентным к гигромицину). Используя полученный таким образом вектор (pNPI140, фиг. 28), указанные индивидуумы подвергались введению гена таким же образом, как и на стадиях II и III примера 1. Таким образом через 40 дней после инфицирования с помощью A. tumefaciens с введенным в них вектором, были получены 10 линий ЭФП. Эти линии ЭФП отделялись, пересаживались в культурную среду, имеющую такой же состав (свободная от гормонов агарная культурная среда MS, содержащая 500 мг/л карбенициллина), и культивировались в ней далее. В результате, спустя 20 дней после этого в одной их этих линий наблюдалась дифференциация побегов с визуально нормальной морфологией (т.е. приблизительно через два месяца после инфицирования с помощью A. tumefaciens). The GUS PNPI132 gene was replaced by the HPT gene (hygromycin resistant gene). Using the vector thus obtained (pNPI140, FIG. 28), these individuals underwent gene injection in the same manner as in Steps II and III of Example 1. Thus, 40 days after infection with A. tumefaciens with the vector introduced therein, 10 EFP lines were obtained. These EPP lines were separated, transplanted into a culture medium having the same composition (hormone-free MS agar culture medium containing 500 mg / L carbenicillin), and were further cultured in it. As a result, 20 days after this, shoot differentiation was observed in one of these lines with visually normal morphology (i.e., approximately two months after infection with A. tumefaciens).

Один из таким образом дифференцированных побегов подвергался анализу полимерной реакции синтеза цепи таким же образом, как и на стадиях IV-B примера 1. Результаты показаны на фиг. 29. Следует отметить, что помимо затравок, использованных на стадиях IV-B примера 1, в данном случае использовалась пара затравок, предназначенных для связывания с геном NPTII и с геном HPT, соответственно, с целью определения эксцизии участка, содержащего ген ipt и удерживаемого Rs's, от хромосомной ДНК, а также другая пара затравок для определения присутствия гена HPT (определяемого по амплификации фрагментов ДНК, составляющей приблизительно 4 kb и приблизительно 1 kb соответственно). На фиг. 29 величины, обозначенные слева, имеют такие же значения, как на фиг. 6. One of the thus differentiated shoots was subjected to the analysis of the polymer chain synthesis reaction in the same manner as in stages IV-B of Example 1. The results are shown in FIG. 29. It should be noted that in addition to the seeds used in stages IV-B of Example 1, in this case, a pair of seeds was used to bind to the NPTII gene and the HPT gene, respectively, in order to determine the excision of the region containing the ipt gene and retained by Rs's , from chromosomal DNA, as well as another pair of seeds to determine the presence of the HPT gene (determined by the amplification of DNA fragments of approximately 4 kb and approximately 1 kb, respectively). In FIG. 29, the values indicated on the left have the same values as in FIG. 6.

Как ясно видно на фиг. 29, в результате анализа полимерной реакции цепи, хромосомная ДНК, экстрагированная из побега, показала амплификацию фрагмента ДНК, составляющую приблизительно 4 kb, что означает, что ген ipt был эксцизирован через эксцизию участка, удерживаемого Rs's, а также амплификацию фрагмента ДНК, составляющую приблизительно 1 kb, что означает присутствие гена HPT. С другой стороны, амплификация фрагмента ДНК, составляющая приблизительно 800 bp, что означает присутствие гена ipt в этой же ДНК, не обнаружилась. Эти результаты предполагают, что ген ipt, который был когда-то введен в хромосомную ДНК данного побега, эксцизировался из нее через эксцизию участка, удерживаемого Rs's, и таким образом исчез, в то время как ген HPT остался в ДНК. Другими словами, индивидуум, введенный с желаемым геном (т.е. ген NPTII и ген GUS) с помощью pNPI132 вводился далее с новым желаемым геном (т. е. геном HPT), посредством использования вектора, в котором конструкция, относящаяся к желаемому гену, эксклюзивно изменялась (т.е. тот же ген ipt использовался как селективный ген-маркер) при этом культивирование, визуальный отбор и отделение обычно повторялись. Более того, результаты показали возможность введения третьего, четвертого или более желаемых генов с использованием одного и того же селективного гена-маркера. As clearly seen in FIG. 29, as a result of the analysis of the polymer chain reaction, the chromosomal DNA extracted from the shoot showed an amplification of the DNA fragment of approximately 4 kb, which means that the ipt gene was excised through excision of the region retained by Rs's, as well as amplification of the DNA fragment of approximately 1 kb, which means the presence of the HPT gene. On the other hand, amplification of a DNA fragment of approximately 800 bp, which means the presence of the ipt gene in the same DNA, was not detected. These results suggest that the ipt gene, which was once introduced into the chromosomal DNA of this shoot, was excised from it through excision of the region held by Rs's, and thus disappeared, while the HPT gene remained in the DNA. In other words, an individual introduced with the desired gene (i.e., the NPTII gene and the GUS gene) using pNPI132 was further introduced with the new desired gene (i.e., the HPT gene) by using a vector in which the construct related to the desired gene , exclusively changed (i.e., the same ipt gene was used as a selective marker gene), while cultivation, visual selection, and separation were usually repeated. Moreover, the results showed the possibility of introducing a third, fourth or more desired genes using the same selective marker gene.

Как следует из вышеописанных примеров, полученные линии ЭФП всегда содержали внутри своих хромосом ген ipt, как показано на фиг. 6. Далее, ЭФП, показавшие существенную морфологическую аномальность, идентифицируемую визуально, без исключения, проявили резистентность к канамицину путем экспрессирования гена NPRII, котоырй представлял собой желаемый ген в качестве модели и был введен вместе с геном ipt. Это доказывает, что такой ген MAI может полностью служить в качестве селективного гена-маркера для введения гена в растение и что вектор в соответствии с настоящим изобретением, содержащий данный ген MAI в качестве селективного гена-маркера, также может быть использован в качестве вектора для введения гена в растение. As follows from the examples described above, the resulting EPP lines always contained the ipt gene inside their chromosomes, as shown in FIG. 6. Further, EPPs that showed a significant morphological abnormality, identified visually, without exception, showed resistance to kanamycin by expressing the NPRII gene, which was the desired gene as a model and was introduced with the ipt gene. This proves that such a MAI gene can fully serve as a selective marker gene for introducing a gene into a plant, and that a vector according to the present invention containing this MAI gene as a selective marker gene can also be used as a vector for introducing gene into the plant.

После введения гена в растение с использованием вектора pNPI106, в который был интегрирован ген ipt внутри транспозона Ac, побег или подобная часть, потерявшая свою ЭФП-образующую способность в результате исчезновения гена ipt из хромосомы, при сохранении свойств, обеспечиваемых желаемым геном (геном NPTII и/или геном GUS), были получены из ткани, когда-то образовавшей ЭФП на начальной стадии культивирования, срезу же после операции введения гена, как показано в таблице 1 и фиг. 13, 14 и 16. Кроме того, морфология полученной таким образом ткани (т.е. побега или подобной части, потерявшей свою ЭФП-образующую способность) может быть идентифицирована, как показано на фиг. 15 и 27. Далее, после отбора, отделения и культивирования получается индивидуум, имеющий нормальную длину, корни и нормальную морфологию. Более того, ткани, которые были трасндифференцированы от ткани, полученной из побега, потерявшего свою ЭФП-образующую способность, также показали нормальную морфологию, не имея ЭФП-образующей способности. Это доказывает, что такой побег или подобная часть состояли из равномерных клеток. After the gene has been introduced into the plant using the pNPI106 vector into which the ipt gene has been integrated inside the Ac transposon, the shoot or the like has lost its EPP-forming ability as a result of the disappearance of the ipt gene from the chromosome, while maintaining the properties provided by the desired gene (NPTII and / or the GUS genome), were obtained from tissue that once formed an AFP at the initial stage of cultivation, but after the gene insertion operation, as shown in Table 1 and FIG. 13, 14 and 16. In addition, the morphology of the tissue thus obtained (i.e., shoot or the like that has lost its EPP-forming ability) can be identified, as shown in FIG. 15 and 27. Further, after selection, separation and cultivation, an individual is obtained having a normal length, roots and normal morphology. Moreover, tissues that were differentiated from tissue obtained from shoots that lost their EPP-forming ability also showed normal morphology without an EPP-forming ability. This proves that such an escape or similar part consisted of uniform cells.

Такие же результаты наблюдались при использовании гена, полученного от сайт-специфичной рекомбинационной системы, в качестве подвижного элемента ДНК и при использовании генов rol в качестве гена MAI. Это значит, что при введении гена в растение с использованием вектора, в котором конструкция, относящаяся к транспозону или транспозону и гену ipt векторов, используемых в примерах 1-4 и 7, была заменена на конструкцию, относящуюся к вышеуказанной рекомбинационной системе, и/или гена rol, как описано в примерах 5 и 6, из ткани, показавшей аномальную морфологию сразу же после введения гена, была получена морфологически нормальная ткань и растение, в котором ген MAI исчез из своей хромосомы при сохранении желаемого гена (фиг. 21-23, таблица 2). Далее, также возможно введение желаемых генов в один и тот же индивидуум различными способами, повторяя стадии введении гена, культивирования и визуального отбора путем использования вектора, в котором конструкция, относящаяся к желаемому гену исключительно изменена, в то время как один и тот же морфологический ген, вызывающий аномальность, используется в качестве селективного гена-маркера (пример 8, фиг. 29). The same results were observed when using the gene obtained from the site-specific recombination system as a mobile DNA element and when using the rol genes as the MAI gene. This means that when the gene was introduced into the plant using a vector in which the construct related to the transposon or transposon and ipt gene of the vectors used in examples 1-4 and 7 were replaced by the construct related to the above recombination system, and / or the rol gene, as described in examples 5 and 6, from a tissue showing an abnormal morphology immediately after the introduction of the gene, a morphologically normal tissue was obtained and a plant in which the MAI gene disappeared from its chromosome while maintaining the desired gene (Fig. 21-23, table 2). Further, it is also possible to introduce the desired genes into the same individual in various ways, repeating the steps of introducing the gene, culturing and visual selection by using a vector in which the design related to the desired gene is exclusively changed, while the same morphological gene causing abnormality, is used as a selective marker gene (example 8, Fig. 29).

Соответственно, при использовании такого вектора, в котором ген MAI используется в качестве селективного гена-маркера помещаемого в такую позицию, что он действует вместе с подвижным элементом ДНК, ткань, состоящая только из клеток, в которых желаемый ген остается в хромосоме и т.п. и выполняет свою функцию, получается только путем осуществления следующих стадий: (1) культивирования клеток сразу же после операции по введению гена и визуальный отбор морфологически аномальной ткани, которая появляется во время культивирования, (2) дальнейшее культивирование указанной морфологически аномальной ткани и визуальный отбор морфологически нормальной ткани, возникающей во время культивирования. Далее, растение, состоящее только из таких клеток, может быть также получено из морфологически нормальной ткани. Accordingly, when using a vector in which the MAI gene is used as a selective marker gene placed in such a position that it acts together with the movable DNA element, a tissue consisting only of cells in which the desired gene remains on the chromosome, etc. . and performs its function, it is obtained only by performing the following stages: (1) culturing the cells immediately after the gene injection operation and visual selection of morphologically abnormal tissue that appears during cultivation, (2) further culturing the morphologically abnormal tissue and visual morphologically selection normal tissue that occurs during cultivation. Further, a plant consisting only of such cells can also be obtained from morphologically normal tissue.

Кроме того, при использовании ткани, полученной из сайт-специфической рекомбинационной системы, в качестве подвижного элемента ДНК, ввиду того, что его эксцизия произошла быстро и при довольно высокой частоте, морфологически нормальная ткань, возникшая из морфологически аномальной ткани, также может быть выявлена быстро. Многие нормальные индивидуумы были получены из нее с хорошей частотой. In addition, when using tissue derived from a site-specific recombination system as a movable DNA element, due to the fact that its excision occurred quickly and at a rather high frequency, morphologically normal tissue originating from morphologically abnormal tissue can also be detected quickly . Many normal individuals were obtained from it with good frequency.

Таблица 3 показывает эффективность, при которой нормальный индивидуум был получен из морфологически аномальной ткани, в том случае, когда транспозон или ткань, полученная от сайт-специфичной рекомбинационной системы, использовалась в качестве подвижного элемента ДНК в векторе в соответствии с настоящим изобретением. Table 3 shows the efficiency at which a normal individual was obtained from morphologically abnormal tissue when a transposon or tissue obtained from a site-specific recombination system was used as a mobile DNA element in a vector in accordance with the present invention.

В примерах 1-5, в условиях отсутствия гормонов, ткань, содержащая трансгенные клетки, пролиферировала, дифференцировала добавочный побег и регенерировала растение. Это, вероятно, объясняется действием гена ipt, который вводился в хромосому трансгенной клетки в качестве селективного гена-маркера. Т.е. путем экспрессии данного гена внутри клетки происходило перепроизводство гормона растения. Следовательно, гормон растения, выработанный в клетке, содержащей ген ipt, воздействовал не только на саму клетку с целью дифференциации ткани, такой как ЭФП или подобной ткани, но и в некоторой степени на ткань, смежную с клетками, вызывая таким образом такое же действие, как и действие, вызываемое путем искусственного добавления гормона растения к культуре среды. In examples 1-5, in the absence of hormones, the tissue containing transgenic cells proliferated, differentiated the additional shoot, and regenerated the plant. This is probably due to the action of the ipt gene, which was introduced into the chromosome of the transgenic cell as a selective marker gene. Those. through the expression of this gene inside the cell, the hormone of the plant is overproduced. Therefore, the plant hormone produced in a cell containing the ipt gene acted not only on the cell itself to differentiate tissue, such as EPP or similar tissue, but also to some extent on the tissue adjacent to the cells, thus causing the same effect. as well as the action caused by the artificial addition of plant hormone to the culture of the environment.

В векторе в соответствии с настоящим изобретением ген MAI используется в качестве селективного гена-маркера. Поэтому при ведении гена в растение с использованием данного вектора ткань, в которую вводится желаемый ген, может быть отобрана путем культивирования клетки, подвергаемой обработке с целью введения гена, в обычной культурной среде при обычных условиях культивирования, без добавления каких-либо химических веществ для отбора, при этом образующаяся морфологически аномальная ткань может быть идентифицирована визуально. Соответственно, процедура упрощается и активность клетки растения во время отбора не уменьшается. In the vector of the invention, the MAI gene is used as a selective marker gene. Therefore, when a gene is introduced into a plant using this vector, the tissue into which the desired gene is introduced can be selected by culturing a cell that is being processed to introduce the gene in a normal culture medium under normal cultivation conditions without adding any chemicals for selection while the morphologically formed abnormal tissue can be identified visually. Accordingly, the procedure is simplified and the activity of plant cells during selection does not decrease.

Далее, такой ген MAI присущ растению или вводится в него путем инфицирования бактериями и т.п. в природе. По этой причине, даже при экспрессии гена MAI внутри клетки растения, в которую был введен ген, его безопасность при попадании в человеческий организм считается достаточно высокой. Further, such a MAI gene is inherent in a plant or is introduced into it by infection with bacteria or the like. in nature. For this reason, even with the expression of the MAI gene inside the cell of the plant into which the gene was introduced, its safety when it enters the human body is considered quite high.

Более того, при использовании гена ipt в качестве гена MAI ткань, содержащая трансгенную клетку, пролиферировала и дифференцировала добавочный побег под действием этого гена, устраняя таким образом необходимость добавления к культурной среде гормонов растения, что обычно считается необходимым для пролиферации и дифференциации при культивировании клетки растения. Moreover, when using the ipt gene as the MAI gene, the tissue containing the transgenic cell proliferated and differentiated the additional shoot under the action of this gene, thus eliminating the need to add plant hormones to the culture medium, which is generally considered necessary for proliferation and differentiation during cultivation of plant cells .

Кроме того, в данном векторе ген MAI, используемый в качестве селективного гена-маркера, вставляется в такую позицию, в которой он ведет себя так же, как и подвижный элемент ДНК, при этом селективный ген-маркер удаляется из ДНК, где этот ген присутствует и функционирует через эксцизию элемента ДНК при данном соотношении после того, как ген был введен в клетку растения, и теряет свою собственную функцию. Таким образом, только желаемый ген, занимающий такую позицию вектора, что он не ведет себя так же, как и подвижный элемент ДНК, остается в той же ДНК и сохраняет способность выполнять свою функцию. Соответственно, вектор вызывает в этой структуре многократное введение гена в определенное растение, просто изменяя порцию вводимого желаемого гена, не изменяя структуру селективного гена-маркера и пр. Таким образом, многократное введение может осуществляться неограниченное количество раз. In addition, in this vector, the MAI gene, used as a selective marker gene, is inserted into a position in which it behaves in the same way as the movable DNA element, while the selective marker gene is removed from the DNA where this gene is present and functions through excision of a DNA element at a given ratio after the gene has been introduced into the plant cell and loses its own function. Thus, only the desired gene occupying such a position of the vector that it does not behave the same as the mobile DNA element remains in the same DNA and retains the ability to perform its function. Accordingly, the vector in this structure causes multiple gene introductions into a specific plant, simply changing the portion of the desired gene being introduced, without changing the structure of the marker marker gene, etc. Thus, multiple introductions can be performed an unlimited number of times.

Более того, в данном случае потеря функции гена MAI в качестве селективного гена-маркера может быть определена визуально по морфологическому изменению трансгенной ткани, как и при введении данного гена. Поэтому ткань, состоящая только из клеток, в которой желаемый ген остается в хромосоме и т.п. один и сохраняет свою функцию, может быть отобрана легко и правильно. В результате, многократное введение гена может осуществляться с высокой эффективностью, и трансгенное растение, состоящее только из таких клеток, а именно индивидуум, свободный от воздействия селективного гена-маркера и не представляющий никакой угрозы для здоровья, вызываемой селективным геном-маркером, может быть получен без использования стадии перекрещивания. Moreover, in this case, the loss of function of the MAI gene as a selective marker gene can be determined visually by the morphological change in transgenic tissue, as with the introduction of this gene. Therefore, a tissue consisting only of cells in which the desired gene remains on the chromosome and the like. one and retains its function, can be selected easily and correctly. As a result, multiple gene introduction can be carried out with high efficiency, and a transgenic plant consisting only of such cells, namely, an individual free from the effects of the selective marker gene and not presenting any health threat caused by the selective marker gene, can be obtained without using the crossover stage.

Примечания:
Относительно указаний по депонированию микроорганизма, упоминаемого в описании изобретения:
1) FERM BP-5063
2) FERM BP-5064
3) FERM BP-5065
4) FERM BP-5066
Четыре вышеуказанных микроорганизма, имеющие депозитарные номера, одновременно депонировались в следующие депозитарии.
Notes:
Regarding the instructions for the deposition of the microorganism referred to in the description of the invention:
1) FERM BP-5063
2) FERM BP-5064
3) FERM BP-5065
4) FERM BP-5066
Four of the above microorganisms with depository numbers were simultaneously deposited in the following depositories.

Название депозитария:
National Institute of Bioscience and Human-Technology Agency of Industrial Science and Technology (Osamu Suzuki, Dr., Director General)
Адрес депозитария:
1-3, Higashi 1 chome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken 305 Japan
Дата депонирования: 5 апреля 1995 г.
Depository Name:
National Institute of Bioscience and Human-Technology Agency of Industrial Science and Technology (Osamu Suzuki, Dr., Director General)
Depository Address:
1-3, Higashi 1 chome, Tsukuba-shi, Ibaraki-ken 305 Japan
Date of deposit: April 5, 1995

Claims (29)

1. Вектор для введения желаемого гена в растение, включающий указанный желаемый ген и, по крайней мере, один ген с индукцией морфологической аномальности в качестве селективного гена-маркера, причем указанный индуцирующий морфологическую аномальность ген представляет собой ген синтеза цитокинина. 1. A vector for introducing a desired gene into a plant, comprising said desired gene and at least one gene with induction of morphological abnormality as a selective marker gene, said morphological abnormality inducing gene being a cytokinin synthesis gene. 2. Вектор по п.1, в котором указанный ген синтеза цитокинина представляет собой ген ipt, изопентилтрансферазы, присутствующий в Т-ДНК Agrobacterium timefaciens. 2. The vector according to claim 1, wherein said cytokinin synthesis gene is an ipt, isopentyl transferase gene present in T-DNA of Agrobacterium timefaciens. 3. Вектор для введения желаемого гена в растение, включающий указанный желаемый ген, по крайней мере, один ген, индуцирующий морфологическую аномальность в качестве селективного гена-маркера и удаляемый элемент ДНК, в котором указанный ген, индуцирующий морфологическую аномальность, размещается так, что он удаляется вместе с удаляемым элементом ДНК, и в котором указанный желаемый ген размещается так, что он не удаляется вместе с удаляемым элементом ДНК. 3. A vector for introducing a desired gene into a plant, comprising said desired gene, at least one gene inducing morphological abnormality as a selective marker gene, and a removable DNA element in which said gene inducing morphological abnormality is located so that it is deleted along with the deleted DNA element, and in which the indicated desired gene is located so that it is not removed with the deleted DNA element. 4. Вектор по п.3, в котором указанный ген, индуцирующий морфологическую аномальность, присутствует внутри указанного удаляемого элемента ДНК. 4. The vector according to claim 3, in which the specified gene inducing morphological abnormality is present inside the specified deleted DNA element. 5. Вектор по п.3, в котором указанный удаляемый элемент ДНК представляет собой транспозон. 5. The vector according to claim 3, in which the specified deleted DNA element is a transposon. 6. Вектор по п.3, в котором указанный удаляемый элемент происходит из сайт-специфичной рекомбинационной системы. 6. The vector according to claim 3, in which the specified deleted element comes from a site-specific recombination system. 7. Вектор по п.3, в котором указанный ген, индуцирующий морфологическую аномальность, получают из микроорганизма рода Agrobacterium. 7. The vector according to claim 3, wherein said gene inducing morphological abnormality is obtained from a microorganism of the genus Agrobacterium. 8. Вектор по п.3, в котором указанный ген, индуцирующий морфологическую аномальность, представляет собой ген синтеза цитокинина. 8. The vector according to claim 3, wherein said gene inducing morphological abnormality is a cytokinin synthesis gene. 9. Вектор по п.8, в котором указанный ген синтеза цитокинин представляет собой ген ipt, изопентилтрансферазы, присутствующий в Т-ДНК Agrobacterium timefaciens. 9. The vector of claim 8, wherein said cytokinin synthesis gene is an ipt, isopentyl transferase gene present in Agrobacterium timefaciens T-DNA. 10. Вектор по п.3, в котором указанный индуцирующий морфологическую аномальность ген представляет собой, по крайней мере, один ген, выбранный из генов rol. 10. The vector according to claim 3, wherein said morphological abnormality inducing gene is at least one gene selected from rol genes. 11. Вектор по п.10, в котором указанные гены rol включают rolA, rolB и rolC, присутствующие в Т-ДНК Agrobacterium rhizogenes. 11. The vector of claim 10, wherein said rol genes include rolA, rolB and rolC present in T-DNA of Agrobacterium rhizogenes. 12. Способ получения трансгенного растения, свободного от воздействия селективного гена-маркера, включающий следующие стадии: (A) введение вектора в клетку растения, в котором указанный вектор включает желаемый ген, по крайней мере, один ген, индуцирующий морфологическую аномальность, в качестве селективного гена-маркера и удаляемый элемент ДНК, в котором указанный ген, индуцирующий морфологическую аномальность, размещается так, что он удаляется вместе с удаляемым элементом ДНК, в котором указанный желаемый ген размещается так, что он не удаляется вместе с удаляемым элементом ДНК, (B) культивирование клетки растения, полученной в (A), выявление морфологически аномальной ткани растения, которая появляется во время культивирования, и отбор указанной морфологически аномальной ткани, и (C) культивирование указанной морфологически аномальной ткани, отобранной в (B), выявление морфологически нормальной ткани, возникающей во время культивирования, и отбор указанной морфологически нормальной ткани. 12. A method for producing a transgenic plant free of the effects of a selective marker gene, the method comprising the following steps: (A) introducing a vector into a plant cell, wherein said vector comprises the desired gene, at least one gene inducing morphological abnormality, as the marker gene and the deleted DNA element in which the indicated gene inducing morphological abnormality is located so that it is removed together with the deleted DNA element in which the indicated desired gene is located so that it is not together with the deleted DNA element, (B) culturing the plant cell obtained in (A), identifying the morphologically abnormal plant tissue that appears during cultivation, and selecting the indicated morphologically abnormal tissue, and (C) culturing the indicated morphologically abnormal tissue selected in (B), the identification of morphologically normal tissue that occurs during cultivation, and the selection of the specified morphologically normal tissue. 13. Способ по п.12, в котором указанный ген, индуцирующий морфологическую аномальность, присутствует внутри указанного удаляемого элемента ДНК. 13. The method according to item 12, in which the specified gene inducing morphological abnormality is present inside the specified deleted DNA element. 14. Способ по п.12, в котором указанный удаляемый элемент ДНК представляет собой транспозон. 14. The method according to item 12, in which the specified deleted DNA element is a transposon. 15. Способ по п.12, в котором указанный удаляемый элемент ДНК происходит из сайт-специфичной рекомбинационной системы. 15. The method of claim 12, wherein said removable DNA element is derived from a site-specific recombination system. 16. Способ по п.12, в котором указанный ген, индуцирующий морфологическую аномальность, получают из микроорганизма рода Agrobacterium. 16. The method of claim 12, wherein said gene inducing morphological abnormality is obtained from a microorganism of the genus Agrobacterium. 17. Способ по п.12, в котором указанный ген, индуцирующий морфологическую аномальность, представляет собой ген синтеза цитокинина. 17. The method according to claim 12, wherein said gene inducing morphological abnormality is a cytokinin synthesis gene. 18. Способ по п.17, в котором указанный ген синтеза цитокинина представляет собой ген ipt, изопентилтрансферазы, присутствующий в Т-ДНК Agrobacterium timefaciens. 18. The method of claim 17, wherein said cytokinin synthesis gene is an ipt, isopentyl transferase gene present in Agrobacterium timefaciens T-DNA. 19. Способ по п.12, в котором указанный ген, индицирующий морфологическую аномальность, представляет собой, по крайней мере, один ген, выбранный из генов rol. 19. The method of claim 12, wherein said gene indicating morphological abnormality is at least one gene selected from rol genes. 20. Способ по п.19, в котором указанные гены rol представляют собой гены rol, включающие rolA, rolB и rolC, присутствующие в Т-ДНК Agrobacterium rhizogenes. 20. The method according to claim 19, in which these rol genes are rol genes, including rolA, rolB and rolC present in the T-DNA of Agrobacterium rhizogenes. 21. Способ введения, по крайней мере, двух желаемых генов в растение, включающий, по крайней мере, двукратное проведение следующих операций: (A) введение вектора в клетку растения, в котором указанный вектор включает желаемый ген, по крайней мере, один ген, индуцирующий морфологическую аномальность, в качестве селективного гена-маркера и удаляемый элемент ДНК, в котором указанный ген, индуцирующий морфологическую аномальность, размещается так, что он удаляется вместе с удаляемым элементом ДНК, и в котором указанный желаемый ген размещается так, что он не удаляется вместе с удаляемым элементом ДНК, (B) культивирование клетки растения, полученной в (A), выявление морфологически аномальной ткани растения, возникающей во время культивирования, и отбор указанной морфологически аномальной ткани, и (C) культивирование указанной морфологически аномальной ткани, отобранной в (B), выявление морфологически нормальной ткани, возникающей во время культивирования, и отбор указанной морфологически нормальной ткани. 21. A method for introducing at least two desired genes into a plant, comprising at least twice performing the following operations: (A) introducing a vector into a plant cell in which said vector comprises the desired gene, at least one gene, inducing morphological abnormality, as a selective marker gene and a deleted DNA element, in which the indicated gene inducing morphological abnormality is located so that it is removed along with the deleted DNA element, and in which the indicated desired gene is located to that it is not removed together with the deleted DNA element, (B) cultivating the plant cell obtained in (A), detecting the morphologically abnormal plant tissue that occurs during cultivation, and selecting the indicated morphologically abnormal tissue, and (C) culturing the morphologically indicated abnormal tissue selected in (B), the identification of morphologically normal tissue that occurs during cultivation, and the selection of the specified morphologically normal tissue. 22. Способ по п.21, в котором указанный ген, индуцирующий морфологическую аномальность, присутствует внутри указанного удаляемого элемента ДНК. 22. The method according to item 21, in which the specified gene inducing morphological abnormality is present inside the specified deleted DNA element. 23. Способ по п.21, в котором указанный удаляемый элемент ДНК представляет собой транспозон. 23. The method of claim 21, wherein said removable DNA element is a transposon. 24. Способ по п.21, в котором указанный удаляемый элемент ДНК происходит из сайт-специфичной рекомбинационной системы. 24. The method of claim 21, wherein said removable DNA element is derived from a site-specific recombination system. 25. Способ по п.21, в котором указанный ген, индуцирующий морфологическую аномальность, получают из микроорганизма рода Agrobacterium. 25. The method according to item 21, in which the specified gene inducing morphological abnormality is obtained from a microorganism of the genus Agrobacterium. 26. Способ по п.21, в котором указанный ген, индуцирующий морфологическую аномальность, представляет собой ген синтеза цитокинина. 26. The method according to item 21, in which the specified gene inducing morphological abnormality, is a gene for the synthesis of cytokinin. 27. Способ по п.26, в котором указанный ген синтеза цитокинина представляет собой ген ipt, изопентилтрансферазы, присутствующий в Т-ДНК Agrobacterium timefaciens. 27. The method of claim 26, wherein said cytokinin synthesis gene is an ipt, isopentyl transferase gene present in Agrobacterium timefaciens T-DNA. 28. Способ по п.21, в котором указанный ген, индицирующий морфологическую аномальность, представляет собой, по крайней мере, один ген, выбранный из генов rol. 28. The method according to item 21, in which the specified gene, indicating morphological abnormality, is at least one gene selected from genes rol. 29. Способ по п.28, в котором указанные гены rol представляют собой гены rol, включающие rolA, rolB и rolC, присутствующие в Т-ДНК Agrobacterium rhizogenes. 29. The method of claim 28, wherein said rol genes are rol genes comprising rolA, rolB and rolC present in Agrobacterium rhizogenes T-DNA. Приоритет по пунктам:
09.11.1994, по пп.1 - 3, 5 7 - 9, 12, 14, 16 - 18;
31.05.1995 по пп.6, 10 - 11, 15, 19 - 21, 23 - 29;
04.10.1995 по пп.4, 13 и 22.
Priority on points:
11/09/1994, according to claims 1 - 3, 5 7 - 9, 12, 14, 16 - 18;
05/31/1995 according to claims 6, 10 - 11, 15, 19 - 21, 23 - 29;
10/04/1995 according to claims 4, 13 and 22.
RU97109836A 1994-11-09 1995-11-08 Vector for insertion of required gene in plant (variants), method of transgenic plant producing and method of insertion of at least two required genes in plant RU2149187C1 (en)

Applications Claiming Priority (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6-311399 1994-11-09
JP31139994 1994-11-09
JP17012395 1995-05-31
JP7-170123 1995-05-31
JP29325495 1995-10-04
JP7-293254 1995-10-04
JP7-313432 1995-10-25
PCT/JP1995/002283 WO1996015252A2 (en) 1994-11-09 1995-11-08 Vector and methods for introducing at least two genes into a plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97109836A RU97109836A (en) 1999-05-10
RU2149187C1 true RU2149187C1 (en) 2000-05-20

Family

ID=27323304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97109836A RU2149187C1 (en) 1994-11-09 1995-11-08 Vector for insertion of required gene in plant (variants), method of transgenic plant producing and method of insertion of at least two required genes in plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2149187C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2611188C2 (en) * 2010-07-29 2017-02-21 ДАУ АГРОСАЙЕНСИЗ ЭлЭлСи Agrobacterium strains, modified for increased frequency of transformation of plants
RU2783536C2 (en) * 2017-02-21 2022-11-14 Иллюмина Инк. Tagmentation using immobilized transposomes with linkers

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2261275C2 (en) 2002-10-24 2005-09-27 Институт биоорганической химии им. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской Академии Наук Method for preparing transgenic plants with enhanced resistance against phytopathogens

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Крупнов В.А. Генная и цитоплазматическая мужская стерильность растений. - М.: Колос, 1973, с.24 - 27. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2611188C2 (en) * 2010-07-29 2017-02-21 ДАУ АГРОСАЙЕНСИЗ ЭлЭлСи Agrobacterium strains, modified for increased frequency of transformation of plants
RU2783536C2 (en) * 2017-02-21 2022-11-14 Иллюмина Инк. Tagmentation using immobilized transposomes with linkers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2162449C (en) Vector for introducing a gene into a plant, and methods for producing transgenic plants and multitudinously introducing genes into a plant using the vector
US20230242926A1 (en) Methods and hybrids for targeted nucleic acid editing in plants using crispr/cas systems
US5591616A (en) Method for transforming monocotyledons
AU727849B2 (en) Methods for (agrobacterium)-mediated transformation
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
JP2002541853A (en) Plant transformation method
JP2003521940A (en) Novel methods and constructs for plant transformation
AU728915B2 (en) Vector for introducing a gene into a plant from which a selectable marker gene can be optionally removed
BR112020002321A2 (en) new strains of agrobacterium tumefaciens claim priority
US7112721B2 (en) Methods and constructs for plant transformation
JPH01160489A (en) Recombinant dna molecule which enables instructed integration of gane into plant genome
RU2149187C1 (en) Vector for insertion of required gene in plant (variants), method of transgenic plant producing and method of insertion of at least two required genes in plant
JP4595631B2 (en) Method for producing transgenic cell, tissue or plant in which influence of selection marker gene is excluded
EP1630233B1 (en) Novel vector
JP4179217B2 (en) NOVEL VECTOR AND METHOD FOR PRODUCING PLANT TRANSFORMANT USING THIS VECTOR
MXPA97003440A (en) Vector and methods to introduce at least dosgenes in a pla
JP3584924B2 (en) Transgenic plants created by new vectors

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101109