RU2198219C2 - Dna fragment preparing from arabidopsis thaliana, its subfragment or combination of subfragments, sequence of chimeric dna and its usage, replicon (versions) - Google Patents

Dna fragment preparing from arabidopsis thaliana, its subfragment or combination of subfragments, sequence of chimeric dna and its usage, replicon (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2198219C2
RU2198219C2 RU99100083/13A RU99100083A RU2198219C2 RU 2198219 C2 RU2198219 C2 RU 2198219C2 RU 99100083/13 A RU99100083/13 A RU 99100083/13A RU 99100083 A RU99100083 A RU 99100083A RU 2198219 C2 RU2198219 C2 RU 2198219C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
dna
sequence
dna sequence
plant
nematode
Prior art date
Application number
RU99100083/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99100083A (en
Inventor
Штефан Андреас ОЛЬ (NL)
Штефан Андреас Оль
Петер Кристиан СЕЙМОНС (NL)
Петер Кристиан Сеймонс
ДЕР ЛЕ Фредерик Марианне ВАН (NL)
Дер Ле Фредерик Марианне Ван
Оскар Йоханнес Мари ГОДДЕЙН (NL)
Оскар Йоханнес Мария Годдейн
Йоке КЛАП (NL)
Йоке Клап
Original Assignee
Синджента Моген Б.В.
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 Синджента Моген Б.В. filed Critical Синджента Моген Б.В.
Publication of RU99100083A publication Critical patent/RU99100083A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2198219C2 publication Critical patent/RU2198219C2/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8241Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
    • C12N15/8271Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
    • C12N15/8279Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance
    • C12N15/8285Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance for nematode resistance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8216Methods for controlling, regulating or enhancing expression of transgenes in plant cells
    • C12N15/8237Externally regulated expression systems
    • C12N15/8239Externally regulated expression systems pathogen inducible
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/146Genetically Modified [GMO] plants, e.g. transgenic plants

Abstract

FIELD: molecular biology, genetic engineering. SUBSTANCE: incorporation of promoter DNA fragments able to stimulate nematode-induced nodular-root and cystophorous transcription DNA sequences bound with their in plant allows to confer resistance against nematodes for wide spectrum of plants again. These DNA fragments can be used in agriculture. EFFECT: valuable properties of DNA fragments. 16 cl, 8 dwg, 4 tbl, 10 ex

Description

Изобретение относится к регуляторным последовательностям ДНК, которые могут быть использованы для экспрессии последовательностей ДНК в растительных клетках. Данное изобретение также относится к химерной ДНК, включающей указанные регуляторные последовательности ДНК, оперативно связанные с ДНК, экспрессируемой в растительных клетках, а также растениям, содержащим такую химерную ДНК в своих клетках. Далее, изобретение относится к способам получения растений, резистентных или по меньшей мере восприимчивых к растительным паразитарным нематодам или их действию, а также к клеткам, растениям и их частям. The invention relates to regulatory DNA sequences that can be used to express DNA sequences in plant cells. The present invention also relates to chimeric DNA comprising said regulatory DNA sequences operably linked to DNA expressed in plant cells, as well as to plants containing such chimeric DNA in their cells. Further, the invention relates to methods for producing plants that are resistant or at least susceptible to plant parasitic nematodes or their action, as well as to cells, plants and their parts.

В Международной патентной заявке WO 92/17054 описан способ идентификации и последующего выделения реагирующих на нематоды регуляторных последовательностей ДНК из Arabidopsis thaliana. International patent application WO 92/17054 describes a method for identifying and subsequently isolating nematode-responsive DNA regulatory sequences from Arabidopsis thaliana.

В соответствии с WO 92/21757 было выделено несколько регуляторных последовательностей ДНК из Lycopersicon esculentum, реагирующих на узелково-корневую нематоду Meloidogyne incognita. In accordance with WO 92/21757, several regulatory DNA sequences were isolated from Lycopersicon esculentum that respond to the nodular-root nematode Meloidogyne incognita.

Некоторые из этих регуляторных последовательностей (LEMMI's для Lycopersicon esculentum - Meloidogyne incognita) стимулируются, в то время как другие подавляются нематодой. Неизвестно, стимулируются ли какие-либо из индуцируемых регуляторных последовательностей более широким кругом нематод. Some of these regulatory sequences (LEMMI's for Lycopersicon esculentum - Meloidogyne incognita) are stimulated, while others are suppressed by the nematode. It is not known whether any of the induced regulatory sequences are stimulated by a wider range of nematodes.

Другая регуляторная последовательность, индуцируемая узелково-корневой нематодой Meloidogyne incognita, описана в WO 93/06710. Недостатком этой регуляторной последовательности TobRb7 является то, что она не активируется целым рядом кистозных нематод, включающих виды Heterodera и Globodera. Это делает последовательность TobRB7 непригодной для использования в химерных конструкциях, предназначенных, например, для придания кистозно-нематодной устойчивости картофелю. Another regulatory sequence induced by the nodular-root nematode Meloidogyne incognita is described in WO 93/06710. The disadvantage of this regulatory sequence of TobRb7 is that it is not activated by a number of cystic nematodes, including the species Heterodera and Globodera. This makes the TobRB7 sequence unsuitable for use in chimeric constructs intended, for example, to impart cystic nematode resistance to potatoes.

Целью данного изобретения является получение регуляторных последовательностей ДНК, которые могут быть индуцированы как кистозными, так и узелково-корневыми нематодами и которые могут быть использованы для экспрессии под их контролем чужеродных последовательностей ДНК внутри питающей структуры нематоды, предпочтительно, но не обязательно, по существу, питающим сайт-специфическим способом. The aim of this invention is to obtain regulatory DNA sequences that can be induced by both cystic and nodular root nematodes and which can be used to express foreign DNA sequences under their control within the nematode’s nutritional structure, preferably, but not necessarily, substantially site-specific way.

Данное изобретение предусматривает фрагмент ДНК, получаемый из Arabidopsis thaliana, способный стимулировать узелково-корневую и кистозную индуцируемую нематодами транскрипцию ассоциированной последовательности ДНК при повторном введении в растение. В соответствии с настоящим изобретением предпочтительными являются последовательности, представленные нуклеотидами 1-2163 в SEQ ID No:4. Также предусматриваются части или варианты фрагмента ДНК по данному изобретению, способные стимулировать узелково-корневую и кистозную индуцируемую нематодами транскрипцию ассоциированной последовательности ДНК при повторном введении в растение. Другой предпочтительный аспект данного изобретения включает регуляторный фрагмент ДНК, который, по существу, является сайт-специфическим для питания нематоды. The present invention provides a DNA fragment derived from Arabidopsis thaliana that is capable of stimulating nodular-root and cystic nematode-induced transcription of an associated DNA sequence when reintroduced into a plant. In accordance with the present invention, sequences represented by nucleotides 1-2163 in SEQ ID No: 4 are preferred. Also provided are parts or variants of the DNA fragment of this invention, capable of stimulating nodular-root and cystic nematode-induced transcription of the associated DNA sequence upon re-introduction into the plant. Another preferred aspect of the present invention includes a regulatory DNA fragment that is essentially site-specific for nematode nutrition.

Другие варианты осуществления данного изобретения относятся к химерным последовательностям ДНК, включающим, в направлении транскрипции, регуляторный фрагмент ДНК по данному изобретению и последовательность ДНК, экспрессируемую под его транскрипционным контролем, естественно не находящуюся под транскрипционным контролем указанного фрагмента ДНК. Препочтительными среди химерных последовательностей ДНК по данному изобретению являются такие последовательности, в которых экспрессируемая последовательность ДНК вызывает продуцирование вещества, разрушающего растительные клетки, такого как барназа. В следующем варианте осуществления изобретения вещество, разрушающее растительные клетки, включает РНК, комплементарную РНК, необходимую для жизнеспособности клеток. В очередном варианте осуществления изобретения экспрессируемая последовательность ДНК вызывает продуцирование вещества, токсичного по отношению к индуцирующей нематоде. Other embodiments of the invention relate to chimeric DNA sequences comprising, in the direction of transcription, the regulatory DNA fragment of the invention and the DNA sequence expressed under its transcriptional control, naturally not under the transcriptional control of said DNA fragment. Preferred among the chimeric DNA sequences of the present invention are those in which the expressed DNA sequence causes the production of a plant cell disrupting substance such as barnase. In a further embodiment of the invention, the plant cell disrupting substance comprises RNA complementary to RNA necessary for cell viability. In a further embodiment of the invention, the expressed DNA sequence causes the production of a substance that is toxic to the inducing nematode.

Далее настоящее изобретение относится к использованию в репликоне, включающем микроорганизм ДНК, содержащий такой репликон, а также растительные клетки, инкорпорировавшие в свой геном последовательность химерной ДНК по данному изобретению. Дальнейшие полезные варианты осуществления изобретения относятся к корневой системе растения, по существу, состоящей из клеток в соответствии с данным изобретением, а также к взрослым растениям, по существу, состоящим из клеток в соответствии с данным изобретением, предпочтительно к двудольному растению, более предпочтительно к картофельному растению. Также предусматриваются растения, корневая система которых привита в соответствии с данным изобретением, а также части растений, включающие семена, цветы, клубни, корни, листья, плоды, пыльцу и древесину, равно как и культуры, включающие такие растения. Further, the present invention relates to the use in a replicon comprising a microorganism of DNA containing such a replicon, as well as plant cells incorporating in their genome the chimeric DNA sequence of the present invention. Further useful embodiments of the invention relate to the root system of a plant essentially consisting of cells in accordance with this invention, as well as to adult plants essentially consisting of cells in accordance with this invention, preferably a dicotyledonous plant, more preferably a potato plant to the plant. Also provided are plants whose root system is grafted in accordance with this invention, as well as parts of plants, including seeds, flowers, tubers, roots, leaves, fruits, pollen and wood, as well as crops including such plants.

Настоящее изобретение также включает использование фрагмента ДНК по данному изобретению для идентификации субфрагментов, способных стимулировать танскрипцию ассоциированной последовательности ДНК в растении. Также предусматривается применение последовательности химерной ДНК в соответствии с данным изобретением для трансформирования растений. Далее настоящее изобретение предусматривает применение фрагмента, части или варианта регуляторной ДНК в соответствии с данным изобретением для получения гибридных последовательностей регуляторной ДНК. The present invention also includes the use of a DNA fragment of the invention to identify sub-fragments capable of stimulating the transcription of an associated DNA sequence in a plant. Also contemplated is the use of a chimeric DNA sequence of the invention for transforming plants. Further, the present invention provides for the use of a fragment, part or variant of regulatory DNA in accordance with this invention to obtain hybrid sequences of regulatory DNA.

Следующие чертежи иллюстрируют данное изобретение. The following drawings illustrate the invention.

Фиг.1. Схематическая плазмидная карта бинарного вектора pMOG 23. Figure 1. Schematic plasmid map of the binary vector pMOG 23.

Фиг.2. Схематическая плазмидная карта бинарного вектора pMOG 800. Figure 2. Schematic plasmid map of the binary vector pMOG 800.

Фиг.3. Схематическая плазмидная карта бинарного вектора pMOG 553. Figure 3. Schematic plasmid map of the binary vector pMOG 553.

Фиг.4. Схематическая плазмидная карта бинарного вектора pMPG 819. Figure 4. Schematic plasmid map of the binary vector pMPG 819.

Фиг.5. Схематическая плазмидная карта бинарного вектора pMOG 849. Figure 5. Schematic plasmid map of the binary vector pMOG 849.

Фиг.6. Профили экспрессии вне нематодных питающих сайтов нескольких трансформированных линий Arabidopsis thaliana pMOG 849. 6. Expression profiles outside the nematode feeding sites of several transformed lines of Arabidopsis thaliana pMOG 849.

Фиг. 7. Схематическое изображение гена, разрушающего и нейтрализующего нематодный питающий сайт в двухкомпонентной системе для конструирования растений, резистентных к нематодам. FIG. 7. Schematic representation of a gene that destroys and neutralizes a nematode feeding site in a two-component system for constructing plants resistant to nematodes.

Фиг.8. Схематическая плазмидная карта бинарного вектора pMDG 893. Fig. 8. Schematic plasmid map of the binary vector pMDG 893.

Некоторые способы осуществления данного изобретения, а также значения различных выражений более подробно описываются ниже. Some methods of implementing the present invention, as well as the meanings of various expressions, are described in more detail below.

Настоящее изобретение касается регуляторных последовательностей ДНК, которые могут быть получены из Arabidopsis thaliana, индуцируемых с помощью узелково-корневых и кистозных нематод, весьма предпочтительно экспрессирующих любую ассоциированную ДНК внутри специальных нематодных питающих структур корня растения. Такая нематодная питающая структура используется вторгающейся нематодой в качестве источника питания, при этом нематода индуцирует изменение в растительной ткани, образуя либо гигантскую клетку (узелково-корневые нематоды), либо синцитий (кистозные нематоды). Способ выделения регуляторных последовательностей ДНК был описан и заявлен в предыдущей заявке, WO 92/17054, приводимой в данном описании в качестве ссылки. The present invention relates to regulatory DNA sequences that can be obtained from Arabidopsis thaliana, induced by nodular-root and cystic nematodes, very preferably expressing any associated DNA within special nematode nutritional structures of the plant root. Such a nematode feeding structure is used by the invading nematode as a food source, while the nematode induces a change in plant tissue, forming either a giant cell (nodular-root nematodes) or syncytium (cystic nematodes). A method for isolating regulatory DNA sequences has been described and claimed in the previous application, WO 92/17054, incorporated herein by reference.

В принципе, регуляторные последовательности ДНК в соответствии с данным изобретением могут быть использованы для экспрессии любой чужеродной ДНК в любом выбранном растении путем помещения указанной ДНК под контроль указанных регуляторных последовательностей ДНК и трансформирования растений полученной последовательностью химерной ДНК, используя известные способы. Чужеродную ДНК экспрессируют путем инфицирования корней различными узелково-корневыми нематодами, такими как Meloidogyne incognita, и кистозными нематодами, такими как Heterodera schachtii и Globodera pallida (более подробный, но ни в коей мере не ограничивающий перечень представлен в Таблице 2). Чужеродная ДНК может преимущественно состоять из гена, кодирующего вещество, токсичное или ингибирующее по отношению к растительной паразитарной нематоде для получения растений с пониженной восприимчивостью к растительным паразитарным нематодам. Существуют многочисленные примеры таких токсичных веществ, такие как эндотоксины Bacillus thuringiensis (например, ЕР 0352052), лектины и т.п. In principle, the regulatory DNA sequences of the invention can be used to express any foreign DNA in any selected plant by placing said DNA under the control of said regulatory DNA sequences and transforming the plants with the resulting chimeric DNA sequence using known methods. Foreign DNA is expressed by root infection with various nodular-root nematodes, such as Meloidogyne incognita, and cystic nematodes, such as Heterodera schachtii and Globodera pallida (a more detailed, but in no way limiting list is presented in Table 2). Foreign DNA can advantageously consist of a gene encoding a substance that is toxic or inhibitory to a plant parasitic nematode to produce plants with reduced susceptibility to plant parasitic nematodes. Numerous examples of such toxic substances exist, such as endotoxins of Bacillus thuringiensis (e.g., EP 0352052), lectins, and the like.

Более предпочтительный подход для получения растений с пониженной восприимчивостью к растительным паразитарным нематодам заключается в разрушении специализированной питающей структуры корней растений путем экспрессии фитотоксичного вещества под контролем регуляторных последовательностей ДНК в соответствии с данным изобретением. Общие принципы этого подхода были описаны и заявлены в Международных патентных заявках WO 92/21757, WO 93/10251 и WO 94/10320, приводимых в данном описании в качестве ссылки. Для последовательности фитотоксичное вещество будет в дальнейшем обозначаться как вещество, разрушающее нематодный питающий сайт (NFS). A more preferred approach for obtaining plants with reduced susceptibility to plant parasitic nematodes is to destroy the specialized nutritional structure of plant roots by expressing a phytotoxic substance under the control of regulatory DNA sequences in accordance with this invention. The general principles of this approach have been described and claimed in International Patent Applications WO 92/21757, WO 93/10251 and WO 94/10320, incorporated herein by reference. For the sequence, a phytotoxic substance will hereinafter be referred to as a substance that destroys the nematode feeding site (NFS).

Хотя регуляторные последовательности ДНК в соответствии с данным изобретением, по существу, специфичны по отношению к нематодной питающей структуре, возможно, благодаря экспрессии в нецелевой (т.е. не-NFS) ткани, вещества, разрушающие нематодный питающий сайт под их контролем, оказывают обратное действие на жизнеспособность и/или урожай растений. Более того, было найдено, что регуляторные последовательности ДНК в соответствии с данным изобретением являются активными во время фазы культивирования ткани в процедуре трансформации, вызывая необходимость использования во время этой фазы нейтрализующего вещества. Поэтому с целью снижения или устранения (потенциального) побочного действия в высшей степени предпочтительно использование химерной конструкции, разрушающей нематодный питающий сайт в соответствии с данным изобретением в сочетании с нейтрализующей генной конструкцией. Подробности так называемого двухкомпонентного подхода конструирования растений, резистентных к нематодам, описаны в WO 93/10251. В соответствии с этим подходом соединение, разрушающее нематодный питающий сайт (кодирующая последовательность А), ставят под контроль промотора, по меньшей мере активного в нематодном питающем сайте и предпочтительно неактивного или слегка активного вне указанного сайта, в то время как нежелательное фитотоксичное действие вне нематодного питающего сайта нейтрализуется с помощью нейтрализующего соединения (кодирующая последовательность В), экспрессируемого по меньшей мере в тех тканях, где продуцируется разрушающее вещество, за исключением нематодного питающего сайта. Although the regulatory DNA sequences of this invention are essentially specific for the nematode nutritional structure, possibly due to expression in non-target (i.e., non-NFS) tissue, substances that destroy the nematode nutritional site under their control do the opposite effect on the viability and / or crop of plants. Moreover, it was found that the regulatory DNA sequences in accordance with this invention are active during the tissue culture phase in the transformation procedure, necessitating the use of a neutralizing agent during this phase. Therefore, in order to reduce or eliminate the (potential) side effect, it is highly preferable to use a chimeric construct that destroys the nematode feeding site in accordance with this invention in combination with a neutralizing gene construct. Details of the so-called two-component nematode-resistant plant construction approach are described in WO 93/10251. According to this approach, a compound that destroys a nematode feeding site (coding sequence A) is placed under the control of a promoter that is at least active at the nematode feeding site and preferably inactive or slightly active outside the specified site, while an undesirable phytotoxic effect outside the nematode feeding the site is neutralized with a neutralizing compound (coding sequence B), expressed at least in those tissues where the destructive substance is produced, except The nematode feeding site.

В соответствии с двухкомпонентным подходом подходящий промотор А определяют как промотор, направляющий экспрессию прямой кодирующей последовательности внутри нематодного питающего сайта, на уровне, достаточном для ухудшения метаболизма, и/или функционирования, и/или жизнеспособности нематодного питающего сайта, в то время как этот промотор должен быть предпочтительно, но не обязательно неактивным в тканях вне указанного сайта; по меньшей мере, он не должен быть активным вне нематодного питающего сайта на таком уровне, чтобы активность разрушающего вещества, кодированного кодирущей последовательностью А, не могла быть достаточным образом нейтрализована продуктами кодирующей последовательности В. According to a two-component approach, a suitable promoter A is defined as a promoter directing the expression of the direct coding sequence within the nematode feeding site at a level sufficient to impair the metabolism and / or functioning and / or viability of the nematode feeding site, while this promoter should be preferred, but not necessarily inactive in tissues outside the specified site; at least, it should not be active outside the nematode feeding site at such a level that the activity of the destructive substance encoded by coding sequence A cannot be sufficiently neutralized by the products of coding sequence B.

Свойства регуляторных последовательностей ДНК в соответствии с данным изобретением, в частности фрагментов 4, 2,1 и 1,5 т.п.о. #1164, делают их в высшей степени полезными в двухкомпонентном подходе, как показывают нижеследующие Примеры. Очевидно, в регуляторных последовательностях ДНК в соответствии с данным изобретением возможны многочисленные мутации, такие как делеции, добавления и изменения в нуклеотидной последовательности и/или их сочетания, не изменяющие свойства этих последовательностей таким образом, чтобы иметь значение для их предполагаемого использования. Поэтому такие мутации входят в объем настоящего изобретения. Properties of regulatory DNA sequences in accordance with this invention, in particular fragments 4, 2.1 and 1.5, etc. # 1164, make them extremely useful in a two-component approach, as the following Examples show. Obviously, in regulatory DNA sequences in accordance with this invention, numerous mutations are possible, such as deletions, additions and changes in the nucleotide sequence and / or combinations thereof, which do not alter the properties of these sequences in such a way as to be important for their intended use. Therefore, such mutations are included in the scope of the present invention.

Более того, как хорошо известно специалистам в данной области, регуляторные участки растительных генов состоят из различных субучастков с интересными свойствами с точки зрения экспрессии генов. Примерами субучастков в данном описании являются энхансеры, а также "глушители" транскрипции. Эти элементы могут действовать общим (конститутивным) способом или тканево-специфичным образом. Как показано в примерах, некоторые делеции могут быть осуществлены в регуляторных последовательностях ДНК в соответствии с данным изобретением, а субфрагменты могут быть исследованы на профили экспрессии ассоциированной ДНК. Различные субфрагменты, полученные таким образом, или даже их комбинации могут оказаться полезными при конструировании резистентности нематод или в других видах использования, включающих экспрессию чужеродной ДНК в растениях. Использование последовательностей ДНК в соответствии с данным изобретением для идентификации функциональных субучастков и их последующего использования для стимулирования или подавления экспрессии генов в растениях также входит в объем настоящего изобретения. Moreover, as is well known to those skilled in the art, the regulatory regions of plant genes consist of various sub-regions with interesting properties in terms of gene expression. Examples of sub-sites in this description are enhancers, as well as "silencers" of transcription. These elements can act in a general (constitutive) way or in a tissue-specific way. As shown in the examples, some deletions can be carried out in regulatory DNA sequences in accordance with this invention, and sub-fragments can be examined for expression profiles of associated DNA. Various sub-fragments thus obtained, or even combinations thereof, may prove useful in constructing nematode resistance or in other uses including the expression of foreign DNA in plants. The use of DNA sequences in accordance with this invention to identify functional sub-regions and their subsequent use to stimulate or suppress gene expression in plants is also within the scope of the present invention.

В контексте данного изобретения термины "вещество, разрушающее нематодный питающий сайт" и "нейтрализующее вещество" охватывают серию выбранных соединений, кодируемых ДНК, генные продукты которой (белок или РНК, или антисмысловая РНК) вредны для метаболизма, и/или функционирования, и/или жизнеспособности нематодного питающего сайта или находящихся в нем органелл. Известны вещества, нейтрализующие такие соединения, которые способны при одновременном экспрессировании в одной и той же клетке в виде разрушающего вещества подавлять активность последнего. Предпочтительными сочетаниями разрушающих и нейтрализующих веществ являются, например, барназа/барстар из Bacillus amyloliquefaciens (Hartley, 1988, J. Mol. Biol. 202, 913-915), рестрикционных эндонуклеаз/соответствующих метилаз, таких как EcoRI из Е. coli (Green et al., 1981, J. Biol. Chem. 256, 2143-2153) и EcoRI метилазы или подобных сочетаний, как описано в обзоре по рестрикцинным модифицирующим системам, тип II (Wilson, 1991, Nucl. Acid Res. 19, 2539-2566), бактериоцины и соответствующие белки иммунности, например колицин Е3/белок иммунности из Е. coli (Lau et al. 1985, Nucl. Acid Res. 12, 8733-8745), или любому гену, кодирующему разрушающее вещество, который может быть нейтрализован одновременным продуцированием десенсибилизирующей РНК под контролем промотора В, такого как последовательности ДНК, кодирующие цепь А токсина дифтерии (Czako & An, 1991, Plant Physiol. 95, 687-692), РНКазам, таким как РНКаза T1, рибонуклеазам или протеазам и рибозимам против мРНК, кодирующие фитотоксичные белки. In the context of the present invention, the terms “nematode feeding site depleting substance” and “neutralizing substance” encompass a series of selected compounds encoded by DNA whose gene products (protein or RNA or antisense RNA) are harmful to metabolism and / or functioning and / or the viability of the nematode feeding site or its organelles. Known substances that neutralize such compounds that are capable of simultaneously suppressing the activity of the latter, while expressing in the same cell as a destructive substance. Preferred combinations of destructive and neutralizing agents are, for example, barnase / barstar from Bacillus amyloliquefaciens (Hartley, 1988, J. Mol. Biol. 202, 913-915), restriction endonucleases / corresponding methylases, such as EcoRI from E. coli (Green et al., 1981, J. Biol. Chem. 256, 2143-2153) and EcoRI methylases or similar combinations as described in the review of restriction modification systems, type II (Wilson, 1991, Nucl. Acid Res. 19, 2539-2566 ), bacteriocins, and corresponding immune proteins, for example, colicin E3 / immunity protein from E. coli (Lau et al. 1985, Nucl. Acid Res. 12, 8733-8745), or any gene encoding destructive a substance that can be neutralized by simultaneously producing desensitizing RNA under the control of promoter B, such as DNA sequences encoding a diphtheria toxin chain A (Czako & An, 1991, Plant Physiol. 95, 687-692), to RNases such as RNase T1, ribonucleases or proteases and ribozymes against mRNA encoding phytotoxic proteins.

В соответствии с другим аспектом данного изобретения сочетания разрушающих и нейтрализующих веществ включают соответственно гены, ингибирующие по отношению к эндогенному гену, кодирующему белок или полипептидный продукт, необходимый для жизнеспособности клеток, и, в качестве нейтрализующего гена, ген, кодирующий белок или полипептидный продукт, способный замещать функцию эндогенного белка или полипетидного продукта. Такие разрушающие гены могут быть выбраны из группы, включающей (а) гены, кодирующие рибозимы против эндогенного транскрипта РНК, (b) гены, которые при транскрибировании продуцируют транскрипты РНК, комплементарные или по меньшей мере частично комплементарные по отношению к транскриптам РНК эндогенных генов, необходимых для жизнеспособности клеток, способ, известный как десенсибилизирующее ингибирование экспрессии генов (описан в ЕР-А 240208), или (с) гены, которые при транскрибировании продуцируют транскрипты РНК, идентичные или по меньшей мере очень похожие на транскрипты эндогенных генов, необходимых для жизнеспособности клеток, еще неизвестный способ ингибирования генной экспрессии, называемый косупрессией (описан Napoli С. et al., 1990, The Plant Cell 2, 279-289). In accordance with another aspect of the present invention, combinations of destructive and neutralizing substances respectively comprise genes that inhibit an endogenous gene encoding a protein or polypeptide product necessary for cell viability, and, as a neutralizing gene, a gene encoding a protein or polypeptide product capable of replace the function of an endogenous protein or polypetid product. Such destructive genes can be selected from the group consisting of (a) genes encoding ribozymes against an endogenous RNA transcript, (b) genes that, when transcribed, produce RNA transcripts that are complementary or at least partially complementary to RNA transcripts of the endogenous genes required for cell viability, a method known as desensitizing inhibition of gene expression (described in EP-A 240208), or (c) genes that, when transcribed, produce RNA transcripts that are identical or at least At least very similar to the transcripts of endogenous genes necessary for cell viability, there is still an unknown method of inhibiting gene expression called cosuppression (described by Napoli C. et al., 1990, The Plant Cell 2, 279-289).

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления данного изобретения используют десенсибилизирующие гены для ингибирования экспрессии эндогенных генов, необходимых для жизнеспособности клеток, при этом указанные гены экспрессируют в нематодных питающих структурах с помощью регуляторных последовательностей ДНК по данному изобретению, слитых в обратном направлении с указанным десенсибилизирующим геном. In a preferred embodiment of the invention, desensitizing genes are used to inhibit the expression of endogenous genes necessary for cell viability, wherein these genes are expressed in nematode nutritional structures using the regulatory DNA sequences of the invention fused in the opposite direction to the indicated desensitizing gene.

Разрушающее действие, вызываемое десенсибилизирующим геном, который является ингибитором для витального эндогенного гена, нейтрализуют экспрессией нейтрализующего соединения В, при этом экспрессия находится под контролем промотора В, как описано, а указанное соединение В представляет собой белковый или полипептидный продукт, идентичный или похожий на белок или полипептид, кодированный эндогенным витальным геном и способный замещать функцию эндогенного генного продукта в растении-хозяине. Предпочтительно, чтобы нуклеотидная последовательность транскрипта РНК, кодированного нейтрализующим геном, была дивергентна с эндогенным витальным транскриптом гена РНК во избежание возможного косупрессивного действия. Следовательно, предпочтительно, чтобы нейтрализующий ген кодировал белок или полипептид с, по существу, такой же функцией, как и эндогенный витальный ген, но через промежуточный дивергентный транскрипт РНК; нейтрализующие гены, отвечающие этому описанию, могут быть получены в результате скрининга базы данных для генов, получаемых из различных видов растений или даже из различных нерастительных видов, таких как дрожжи, животные эукариоты или прокариоты. Предпочтительно, идентичность нуклеотидной последовательности транскриптов, кодированных разрушающим десенсибилизирующим трансгеном и нейтрализующим сенсибилизирующим трансгеном, составляет менее 90%, предпочтительно менее 80%, еще более предпочтительно указанный нейтрализующий сенсибилизирующий трансген кодирует белковый или полипептидный генный продукт, аминокислотная последовательность которого не идентична последовательности разрушенного генного продукта, при этом идентичность нуклеотидной последовательности транскриптов, кодированных нейтрализующим трансгеном, составляет менее 75%. The destructive effect caused by the desensitizing gene, which is an inhibitor for the vital endogenous gene, is neutralized by expression of the neutralizing compound B, the expression being under the control of promoter B as described, and said compound B is a protein or polypeptide product that is identical or similar to a protein or a polypeptide encoded by an endogenous vital gene and capable of replacing the function of an endogenous gene product in a host plant. Preferably, the nucleotide sequence of the RNA transcript encoded by the neutralizing gene is divergent with the endogenous vital transcript of the RNA gene in order to avoid a possible cosuppressive effect. Therefore, it is preferable that the neutralizing gene encodes a protein or polypeptide with essentially the same function as the endogenous vital gene, but through an intermediate divergent RNA transcript; neutralizing genes that meet this description can be obtained by screening a database for genes derived from various plant species or even from various non-plant species such as yeast, animal eukaryotes, or prokaryotes. Preferably, the nucleotide sequence identity of the transcripts encoded by the destructive desensitizing transgene and the neutralizing sensitizing transgene is less than 90%, preferably less than 80%, even more preferably said neutralizing sensitizing transgene encodes a protein or polypeptide gene product whose amino acid sequence is not identical to the sequence of the destroyed gene product, the identity of the transcripto nucleotide sequence Encoded by the neutralizing transgene is less than 75%.

Гены-мишени для десенсибилизирующих разрушающих генов выбирают из генов, кодирующих ферменты, необходимые для жизнеспособности клеток, также называемые ферменты "для ведения домашнего хозяйства", ядро которых должно быть закодировано предпочтительно в виде однокопийных генов, хотя для цели изобретения также подходит семейство генов небольших размеров. Более того, действие десенсибилизирующей экспрессии указанных генов не должно быть сведено к нулю в результате диффузии или транслокации из других клеток или органелл ферментных продуктов, обычно синтезируемых такими ферментами. Предпочтительно гены, кодирующие мембранно-транслоцирующие ферменты, выбирают, поскольку они участвуют в установлении химических градиентов через мембраны органелл. Ингибирование таких белков в результате десенсибилизирующей экспрессии по определению не может быть предотвращено диффузией субстратов через мембрану, в которой находятся эти белки. Транслоцированное соединение не ограничивается органическими молекулами, оно также может иметь неорганическую природу, например Р, Н, ОН или электроны. The target genes for desensitizing destructive genes are selected from genes encoding the enzymes necessary for cell viability, also called housekeeping enzymes, the core of which should preferably be encoded as single-copy genes, although a small gene family is also suitable for the purpose of the invention . Moreover, the effect of desensitizing expression of these genes should not be nullified by diffusion or translocation from other cells or organelles of enzyme products usually synthesized by such enzymes. Preferably, genes encoding membrane translocating enzymes are chosen because they are involved in establishing chemical gradients across organelle membranes. The inhibition of such proteins as a result of desensitizing expression, by definition, cannot be prevented by the diffusion of substrates across the membrane in which these proteins are located. The translocated compound is not limited to organic molecules, it can also be of an inorganic nature, for example P, H, OH, or electrons.

Предпочтительно, мембранно-транслоцированные ферменты должны присутствовать в органеллах, число которых увеличивается во время паразитизма, показывая тем самым важную роль таких органелл в клетках, включающих нематодный питающий сайт. Конкретные примеры таких органелл включают митохондрии, эндоплазматический ретикулум и плазмодесмы (Hussey et al., 1992 Protoplasma 167; 55-65, Magmusson & Golinowski 1991 Can. J. Botany 69; 44-52). Перечень ферментов-мишеней приведен в Таблице 1 в качестве примера, однако данное изобретение не ограничивается ферментами, включенными в эту таблицу. Более подробные перечни приведены в таких сериях, как Biochemistry of Plants (Eds. Stumpf & Conn, 1988-1991, Vols. 1-16 Academic Press) или Encyclopedia of Plant Physiology (New Series, 1976, Springer-Verlag, Berlin). Preferably, membrane-translocated enzymes should be present in organelles, the number of which increases during parasitism, thereby showing the important role of such organelles in cells, including a nematode feeding site. Specific examples of such organelles include mitochondria, endoplasmic reticulum, and plasmodesma (Hussey et al., 1992 Protoplasma 167; 55-65, Magmusson & Golinowski 1991 Can. J. Botany 69; 44-52). The list of target enzymes is shown in Table 1 as an example, however, the invention is not limited to the enzymes included in this table. More detailed lists are given in series such as Biochemistry of Plants (Eds. Stumpf & Conn, 1988-1991, Vols. 1-16 Academic Press) or Encyclopedia of Plant Physiology (New Series, 1976, Springer-Verlag, Berlin).

Гены, кодирующие эти ферменты, были выделены всего лишь в нескольких случаях, поэтому количество генных копий неизвестно, необходимые критерии описаны в данном изобретении. The genes encoding these enzymes were isolated in only a few cases, so the number of gene copies is unknown, the necessary criteria are described in this invention.

Подходящий промотор В означает промотор, направляющий экспрессию в, по существу, всех клетках, в которых экспрессируется кодирующая последовательность А, при условии, что он не направляет экспрессию внутри нематодной питающей структуры или делает это неэффективно. (Выражение "по существу, все клетки" означает по меньшей мере те клетки, которые должны быть жизнеспособными для обеспечения нормального роста растений и/или развития, необходимого для коммерческого использования таких растений.) Примером растений, в которых разрушительное действие не нейтрализуется буквально во всех клетках растения-хозяина и которые тем не менее жизнеспособны и пригодны для коммерческого использования, служат растения, экспрессирующие разрушающий ген в соответствии с данным изобретением в клетках тычинки; это может привести к образованию мужских стерильных растений, что даже считается коммерчески привлекательным свойством некоторых зерновых культур. Подходящие образцы промотора типа В могут быть получены из растений или растительных вирусов либо могут быть синтезированы химическим способом. Регуляторные последовательности могут также включать энхансерные последовательности, например, присутствующие в промоторе 35S вируса мозаики цветной капусты (Кау et al., 1987, Science, 236, 1299-1302), и стабилизирующие последовательности мРНК, такие как лидерные последовательности вируса мозаики Alfalfa PHK4 (Brederobe et al. , 1980, Nucl. Acids Res. 8, 2213-2223) или любые другие последовательности, функционирующие подобным образом. Suitable promoter B means a promoter directing expression in essentially all cells in which the coding sequence A is expressed, provided that it does not direct expression within the nematode nutritional structure or is ineffective. (The expression "essentially all cells" means at least those cells that must be viable for normal plant growth and / or development necessary for the commercial use of such plants.) An example of plants in which the destructive effect is not neutralized in literally all the cells of the host plant and which are nevertheless viable and suitable for commercial use, are plants expressing the destructive gene of the invention in stamen cells; this can lead to the formation of male sterile plants, which is even considered a commercially attractive property of some crops. Suitable type B promoter samples can be obtained from plants or plant viruses, or can be chemically synthesized. Regulatory sequences may also include enhancer sequences, for example, those present in the 35S promoter of cauliflower mosaic virus (Kau et al., 1987, Science, 236, 1299-1302), and mRNA stabilizing sequences, such as Alfalfa PHK4 mosaic virus leader sequences (Brederobe et al., 1980, Nucl. Acids Res. 8, 2213-2223) or any other sequences functioning in a similar manner.

Альтернативно для обеспечения экспрессии во всех или практически всех растительных тканях промотор В/кодирующая последовательность В могут быть дополнены вторым промотором В' кодирующей последовательностью В, имеющими конфигурацию экспрессии, частично перекрывающую или полностью комплементарную по отношению к промотору В/кодирующей последовательности В, при условии, что ни промотор В, ни промотор В' не направляют экспрессию в нематодном питающем сайте. Гибридные промоторы, включающие различные промоторы (их части), соединенные для обеспечения необходимой конфигурации экспрессии в соответствии с данным описанием, также входят в объем настоящего изобретения. Alternatively, to ensure expression in all or almost all plant tissues, promoter B / coding sequence B may be complemented by a second promoter B 'coding sequence B having an expression configuration partially overlapping or fully complementary to the B / coding sequence B promoter, provided that that neither promoter B nor promoter B ′ direct expression at the nematode feeding site. Hybrid promoters, including various promoters (parts thereof), connected to provide the desired expression configuration in accordance with this description, are also included in the scope of the present invention.

Предпочтительно промотор В представляет собой промотор 35S вируса мозаики цветной капусты или его производных, который обычно считается сильным конститутивным промотором в растительных тканях (Odell et al. 1985 Nature 313, 810-812). Другим предпочтительным примером промотора В является сильный корневой промотор rolD (Leach & Aoyagi 1991 Plant Sci. 19, 69-76) из плазмиды pRia4 Agrobacterium rhizogenes; фланкирующий участок 5' ORF15 (Slighton et al. , 1986, J. Biol. Chem. 261, 108-121). Пригодность других конститутивных промоторов, таких как промотор синтазы нопалина (Bevan, 1984, Nucl. Acids Ees. 12, 8711-8721) или промотор вируса мозаики норичника (ЕР-А 426641) для использования в качестве промотора В может быть определена путем слияния с генами-маркерами, такими как GUS (Jefferson, 1987, Plant Mol. Biol. Reporter 5, 387-405), переноса этих конструкций на растения и гистохимического анализа таких трансгенных растений после инфицирования PPN. Preferably, promoter B is a 35S promoter of cauliflower mosaic virus or its derivatives, which is generally considered a strong constitutive promoter in plant tissues (Odell et al. 1985 Nature 313, 810-812). Another preferred example of promoter B is the strong root promoter rolD (Leach & Aoyagi 1991 Plant Sci. 19, 69-76) from plasmid pRia4 Agrobacterium rhizogenes; 5 'ORF15 flanking portion (Slighton et al., 1986, J. Biol. Chem. 261, 108-121). The suitability of other constitutive promoters, such as the nopaline synthase promoter (Bevan, 1984, Nucl. Acids Ees. 12, 8711-8721) or the noric mosaic virus promoter (EP-A 426641) for use as promoter B can be determined by fusion with genes -markers, such as GUS (Jefferson, 1987, Plant Mol. Biol. Reporter 5, 387-405), transferring these constructs to plants and histochemical analysis of such transgenic plants after PPN infection.

Другие регуляторные последовательности, такие как терминаторные последовательности и сигналы полиаденилирования, включают любые последовательности, оказывающие такое же действие на растения, их выбор зависит от уровня специалиста в данной области. Примером таких последовательностей является фланкирующий участок 3' гена синтазы нопалина (nos) Agrobacterium tumefaciens (Bevan, 1984, Nucl. Acids Res. 12, 8711-8721). Other regulatory sequences, such as termination sequences and polyadenylation signals, include any sequences that have the same effect on plants, their choice depends on the level of specialist in this field. An example of such sequences is the flanking region of the 3 ′ gene of nopalin synthase (nos) Agrobacterium tumefaciens (Bevan, 1984, Nucl. Acids Res. 12, 8711-8721).

Дальнейшие подробности двухкомпонентного подхода могут быть найдены в WO 93/10251 (приводится в данном описании в качестве ссылки). Further details of the two-component approach can be found in WO 93/10251 (incorporated herein by reference).

Выбор видов растений прежде всего определяется объемом повреждения после инфицирования PPN, наносимым сельскому хозяйству, и податливостью видов растений к трансформированию. Роды сельскохозяйственных растений, которые страдают от PPN и которые могут стать значительно менее восприимчивыми к PPN при использовании данного изобретения, включают, но не ограничиваются родами, перечисленными в Таблице 2. The choice of plant species is primarily determined by the amount of damage after PPN infection caused to agriculture and the susceptibility of plant species to transformation. Plant births that suffer from PPN and which may become significantly less susceptible to PPN when using the present invention include, but are not limited to, the births listed in Table 2.

Виды нематод в контексте данного изобретения включают все растительно-паразитарные нематоды, модифицирующие клетки-хозяева в специальные питающие структуры от мигрирующих эктопаразитов (например, Xiphiniema spp.) до встречающихся чаще оседлых эндопаразитов (например, Heteroderidae, Meloidogynae или Rotylenchulinae). Перечень паразитарных нематод приведен в Таблице 2, однако данное изобретение не ограничивается видами, включенными в эту таблицу. Более подробные перечни приводят Zuckerman et al. (eds., in: Plant Parasitic Nematodes, Vol. I 1971, Hew York, pp. 139-162). Types of nematodes in the context of this invention include all plant-parasitic nematodes that modify host cells in special feeding structures from migratory ectoparasites (e.g. Xiphiniema spp.) To more commonly settled sedentary endoparasites (e.g. Heteroderidae, Meloidogynae or Rotylenchulinae). The list of parasitic nematodes is shown in Table 2, however, the present invention is not limited to the species included in this table. More detailed listings are provided by Zuckerman et al. (eds., in: Plant Parasitic Nematodes, Vol. I 1971, Hew York, pp. 139-162).

В контексте данного изобретения растением с пониженной восприимчивостью к растительным паразитарным нематодам (PPN) считается растение со статистически значимым снижением количества взрослых женских особей на поверхности корней растения при сравнении с контрольными растениями. Классификация по восприимчивости/резистентности в соответствии с количеством созревающих женских особей является стандартной практикой как для кистозных, так и для узелково-корневых нематод (например, LaMondia, 1991, Plant Disease 75, 453-454; Omwega et al., 1990, Phytopathol. 80, 745-748). In the context of this invention, a plant with a reduced susceptibility to plant parasitic nematodes (PPN) is considered a plant with a statistically significant decrease in the number of adult female individuals on the surface of the plant roots when compared with control plants. A susceptibility / resistance classification according to the number of maturing females is standard practice for both cystic and nodular root nematodes (e.g. LaMondia, 1991, Plant Disease 75, 453-454; Omwega et al., 1990, Phytopathol. 80, 745-748).

Нематодная питающая структура в соответствии с данным изобретением включает исходную питающую клетку, т.е. клетку или очень ограниченное количество клеток, которым суждено стать нематодной питающей структурой после индуцирования вторгающейся нематодой. The nematode nutritional structure in accordance with this invention includes an initial nutritional cell, i.e. a cell, or a very limited number of cells, which are destined to become a nematode feeding structure after inducing an invading nematode.

Разрушающее действие нематодного питающего сайта в соответствии с данным изобретением не ограничивается побочным действием только на нематодный питающий сайт; подразумевается также разрушительное действие на развитие нематод путем прямого взаимодействия. The destructive effect of the nematode feeding site in accordance with this invention is not limited to the side effects only on the nematode feeding site; It also implies a destructive effect on the development of nematodes through direct interaction.

Существует несколько способов внедрения рекомбинантной ДНК, содержащей последовательности ДНК, в хозяева-растения, как описано в данном изобретении. Такие способы включают, но не ограничиваются ими, трансформирование протопластов с использованием кальциево/полиэтиленгликолевого метода, электропорацию и микроинъекции или бомбардировку частицами (с покрытием) (Potrykus, 1990, Bio/Technol. 8, 535-542). There are several ways of introducing recombinant DNA containing DNA sequences into host plants, as described in this invention. Such methods include, but are not limited to, transforming protoplasts using the calcium / polyethylene glycol method, electroporation and microinjection, or particle bombardment (coated) (Potrykus, 1990, Bio / Technol. 8, 535-542).

Помимо этих так называемых прямых способов трансформирования ДНК, широко применяют системы трансформирования с использованием векторов, таких как вирусные векторы (например, из вируса мозаики цветной капусты) и бактериальные векторы (например, из рода Agrobacterium) (Potrykus, 1990, Bio/Technol. 8, 535-542). После селекции и/или скрининга трансформированные протопласты, клетки или части растений могут быть регенерированы в целые растения, используя известные способы (Horsch et al., 1985, Science 225, 1229-1231). Выбор методов трансформации и/или регенерации не имеет значения для данного изобретения. In addition to these so-called direct DNA transformation methods, vector transformation systems such as viral vectors (e.g., from cauliflower mosaic virus) and bacterial vectors (e.g., from the genus Agrobacterium) are widely used (Potrykus, 1990, Bio / Technol. 8 535-542). After selection and / or screening, transformed protoplasts, cells or parts of plants can be regenerated into whole plants using known methods (Horsch et al., 1985, Science 225, 1229-1231). The choice of transformation and / or regeneration methods is not relevant for the present invention.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения используют так называемую бинарную векторную систему (описана в ЕР-А 120516) с использованием штаммов Agrobacterium, содержащих плазмиду-помощник с генами вирулентности и совместимую плазмиду, бинарный вектор, содержащий конструкцию переносимого гена. Этот вектор может реплицировать как в Е. coli, так и в Agrobacterium; вектор, используемый в данном случае, получают из бинарного вектора Bin19 (Bevan., 1984, Nucl. Acids Res. 12, 8711-8721). Бинарные векторы, используемые в данном примере, содержат между правой и левой граничными последовательностями Т-ДНК идентичный ген NPTII, кодирующий резистентность к канамицину (Bevan, 1984, Nucl. Acids Res. 12, 8711-8721) и множественный клонирующий сайт для клонирования в нужные генные конструкции. According to a preferred embodiment of the present invention, a so-called binary vector system (described in EP-A 120516) is used using Agrobacterium strains containing a helper plasmid with virulence genes and a compatible plasmid, a binary vector containing a gene transfer construct. This vector can replicate in both E. coli and Agrobacterium; the vector used in this case is obtained from the binary vector Bin19 (Bevan., 1984, Nucl. Acids Res. 12, 8711-8721). The binary vectors used in this example contain between the right and left T-DNA border sequences the identical NPTII gene encoding kanamycin resistance (Bevan, 1984, Nucl. Acids Res. 12, 8711-8721) and a multiple cloning site for cloning to desired gene constructs.

Последние научные исследования показывают, что в принципе однодольные растения поддаются трансформированию и что фертильные трансгенные растения могут быть регенерированы из трансформированных клеток. Развитие воспроизводимых культурных систем для этих культур вместе с эффективными способами введения генетического материала в клетки растений облегчает трансформирование. В настоящее время предпочтительными способами трансформирования однодольных растений являются микроналетающая бомбардировка эксплантатов или суспендированных клеток и прямое поглощение ДНК или электропорация (Shimamoto, et al., 1989, Nature 338, 274-276). Трансгенные кукурузные растения получают путем введения барьерного гена Streptomyces hygroscopicus, кодирующего фосфинотрицин ацетилтрансферазу (фермент, инактивирующий гербицид фосфинотрицин), в эмбриогенные клетки кукурузной суспендированной культуры с помощью бомбардировки микрочастицами (Gordon-Kamm, 1990, Plant Cell, 2, 603-618). Описано введение генетического материала в алейронные протопласты других однодольных культур, таких как пшеница и овес (Lee, 1989, Plant Mol. Biol. 13, 21-30). Пшеничные растения регенерируют из эмбриогенной суспендированной культуры путем отбора только старых, компактных и узловых эмбриогенных мозольных тканей для установки эмбриогенных суспендированных культур (Vasil, 1990, Bio/Technol. 8, 429-434). Недавно также был описан способ трансформирования риса с использованием Agrobacterium (WO 95/16031). Соединение систем трансформирования для этих культур делает возможным применение данного изобретения по отношению к однодольным растениям. Эти методы могут также применяться для трансформирования и регенерации двудольных растений. Recent scientific studies show that, in principle, monocotyledonous plants can be transformed and that fertile transgenic plants can be regenerated from transformed cells. The development of reproducible cultural systems for these cultures, together with effective methods of introducing genetic material into plant cells, facilitates transformation. Currently, preferred methods for transforming monocotyledonous plants are micronucleating bombardment of explants or suspended cells and direct DNA uptake or electroporation (Shimamoto, et al., 1989, Nature 338, 274-276). Transgenic corn plants are obtained by introducing the Streptomyces hygroscopicus barrier gene encoding phosphinotricin acetyltransferase (an enzyme that inactivates the phosphinotricin herbicide) into embryogenic cells of a suspended corn culture using microparticle bombardment (Gordon-Kamm, 1990, Plant Cell, 2, 603. The introduction of genetic material into aleuron protoplasts of other monocotyledonous crops such as wheat and oats has been described (Lee, 1989, Plant Mol. Biol. 13, 21-30). Wheat plants are regenerated from an embryogenic suspended culture by selecting only old, compact and nodular embryogenic corn tissues for planting embryogenic suspended cultures (Vasil, 1990, Bio / Technol. 8, 429-434). Recently, a method for transforming rice using Agrobacterium (WO 95/16031) has also been described. The combination of transformation systems for these crops makes it possible to apply the present invention to monocotyledonous plants. These methods can also be used to transform and regenerate dicotyledonous plants.

Нижеследующие примеры предназначены только для иллюстрации, а не для ограничения объема данного изобретения. The following examples are intended to be illustrative only and not to limit the scope of this invention.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Процедуры с ДНК
Все процедуры с ДНК осуществляют в соответствии со стандартными способами, описанными в Maniatis (Molecular Cloning, A Laboratory Manual 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory, 1990).
EXPERIMENTAL PART
DNA treatments
All DNA procedures are carried out in accordance with standard methods described in Maniatis (Molecular Cloning, A Laboratory Manual 2nd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory, 1990).

Трансформирование Arabidopsis
Трансформирование осуществляют, используя совместное культивирование сегментов корней Arabidopsis thaliana (экотип С24) и штамма Agrobacterium MOG101, содержащего подходящий бинарный вектор, как описано Valvekens et al. (1988, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 85, 5536-5540), следующим образом:
Семена Arabidopsis яровизируют в течение 7 дней при 4oС до прорастания. Семена подвергают поверхностной стерилизации в течение 2 минут в 70% EtOH, переносят в 5% NaOCl/0,5% NaDodSO4 на 15 минут, 5 раз промывают стерильной дистиллированной водой и помещают в чашки Петри размером 150х25 мм, содержащие среду для проращивания (GM) (Таблица 3). Чашки Петри запечатывают газонепроницаемой медицинской лентой (Urgopore, Chenove France). Растения выращивают при 22oС, используя следующий цикл: 16 часов на свету и 8 часов в темноте. Такие же комнатные условия для выращивания используют для процедур культивирования тканей. Все растительные среды делают буферными с помощью 2-(N-морфолино)-этансульфоновой кислоты при 0,5 г/л (РН 5,7: используют 1 М КОН), закрепляют 0,8% агаром Difco Bacto и обрабатывают в автоклаве при 121oС в течение 15 минут. Гормоны и антибиотики растворяют в диметилсульфоксиде и воде соответственно и добавляют к среде после стерилизации в автоклаве и охлаждения до 65oС.
Transformation of Arabidopsis
Transformation is carried out using co-cultivation of Arabidopsis thaliana root segments (ecotype C24) and an Agrobacterium strain MOG101 containing a suitable binary vector as described by Valvekens et al. (1988, Proc. Nat. Acad. Sci. USA 85, 5536-5540), as follows:
Arabidopsis seeds are vernalized for 7 days at 4 ° C. until germination. Seeds are surface sterilized for 2 minutes in 70% EtOH, transferred to 5% NaOCl / 0.5% NaDodSO 4 for 15 minutes, washed 5 times with sterile distilled water and placed in 150x25 mm Petri dishes containing germination medium (GM ) (Table 3). Petri dishes are sealed with gas-tight medical tape (Urgopore, Chenove France). Plants are grown at 22 o C, using the following cycle: 16 hours in the light and 8 hours in the dark. The same room conditions for growing are used for tissue culture procedures. All plant media are buffered with 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid at 0.5 g / L (pH 5.7: use 1 M KOH), fixed with 0.8% Difco Bacto agar and autoclaved at 121 o C for 15 minutes. Hormones and antibiotics are dissolved in dimethyl sulfoxide and water, respectively, and added to the medium after sterilization in an autoclave and cooling to 65 o C.

Интактные корни инкубируют в течение 3 дней на закрепленной 0,5/0,05 среде (Таблица 3). Затем корни измельчают на мелкие кусочки размером приблизительно 0,5 см (в дальнейшем называемые "корневые эксплантаты") и переносят в 10 мл жидкой среды 0,5/0,05; добавляют 0,5-1,0 мл суточной культуры Agrobacterium. Корневые эксплантаты и бактерии перемешивают путем осторожного встряхивания в течение приблизительно 2 мин. Intact roots are incubated for 3 days on a fixed 0.5 / 0.05 medium (table 3). Then the roots are crushed into small pieces of approximately 0.5 cm in size (hereinafter referred to as “root explants”) and transferred into 10 ml of a liquid medium of 0.5 / 0.05; add 0.5-1.0 ml daily culture of Agrobacterium. Root explants and bacteria are mixed by gentle shaking for approximately 2 minutes.

Затем корневые эксплантаты блотируют на стерильную фильтровальную бумагу для удаления большей части жидкой среды и сокультивируют в течение 48 часов на 0,5/0,05 агаре. Потом эксплантаты промывают в жидкой среде 0,5/0,05, содержащей 1000 мг ванкомицина (Sigma) на литр. Кусочки блотируют, а затем инкубируют на 0,15/5 агаре (Таблица 3), дополненном 750 мг ванкомицина и 50 мг канамицина на литр. Через три недели после инфицирования агробактериями, содержащими химерный неоген, на фоне желтоватых корневых эксплантатов образуются зеленые, резистентные к канамицину каллусы (KmR). На этой стадии корневые трансплантаты переносят в свежий агар 0,15/5, содержащий только 500 мг ванкомицина и 50 мг канамицина на литр. Спустя три недели большая часть зеленых каллусов образует побеги. Трансформированные побеги переносят в чашки Петри размером 150х25 мм, содержащие среду для проращивания, для получения корней или семян либо того и другого. В этих чашках Петри многие регенеранты образуют семена без образования корней. Пустившие корни растения также могут быть перенесены в почву для получения семян. Исходный корневой материал получают следующим образом: 6 стерилизованных семян С24 Arabidopsis thaliana проращивают в 50 мл среды для проращивания (250-миллилитровая колба Эленмейера) в роторной качалке (100 об/мин) в комнате для выращивания в течение 9 дней с неярким освещением. Трансгенные растения регенирируют из побегов, выращенных на селекционной среде (50 мг/л канамицина), вызывают образование корней и переносят в среду для проращивания или почву.Root explants are then blotted onto sterile filter paper to remove most of the liquid medium and cultivated for 48 hours on 0.5 / 0.05 agar. Then the explants are washed in a 0.5 / 0.05 liquid medium containing 1000 mg of vancomycin (Sigma) per liter. The pieces are blotted and then incubated on 0.15 / 5 agar (Table 3), supplemented with 750 mg of vancomycin and 50 mg of kanamycin per liter. Three weeks after infection with agrobacteria containing a chimeric neogen, green, kanamycin-resistant calli (Km R ) form against the background of yellowish root explants. At this stage, the root grafts are transferred to fresh 0.15 / 5 agar containing only 500 mg of vancomycin and 50 mg of kanamycin per liter. Three weeks later, most of the green calluses form shoots. Transformed shoots are transferred to 150x25 mm Petri dishes containing germination medium to obtain roots or seeds, or both. In these Petri dishes, many regenerants form seeds without root formation. The roots of the plant can also be transferred to the soil to obtain seeds. The starting root material is prepared as follows: 6 sterilized Arabidopsis thaliana C24 seeds are germinated in 50 ml of germination medium (250 ml Elenmeyer flask) in a rotary shaker (100 rpm) in a growing room for 9 days with dim lighting. Transgenic plants are regenerated from shoots grown on a selection medium (50 mg / l kanamycin), cause root formation and transferred to germination medium or soil.

Трансформирование картофеля
Для трансформирования Solanum tuberosum var. Kardal используют протокол, описанный Hoekema et al. 1989 Bio/Technology 7, 273-278, с некоторыми модификациями.
Potato transformation
To transform Solanum tuberosum var. Kardal use the protocol described by Hoekema et al. 1989 Bio / Technology 7, 273-278, with some modifications.

Очищенные, поверхностно-стерилизованные картофельные клубни разрезают на ломтики толщиной 2 мм. Вдоль окружности ломтика вырезают кружочки диаметром 1 см. Кружочки собирают в WM (среда Murashige & Skoog), содержащая 1 мг/л тиамина НСl, 0,5 мг/л пиридоксина НCl, 0,5 мг/л никотиновой кислоты, 100 мг/л мио-инозитола, 30 г/л сахарозы, 0,5 г/л MES рН 5,8). Осуществляют инокуляцию штаммом Agrobacterium tumefaciens EHA105 (Hood et al. 1993 Transgenic Research 2, 208-218), замещая WM 100 мл свежей WM, содержащей ресуспендированную пеллету 10 мл культуры Agrobacterium, свежевыращенной в LB + соответствующий антибиотик к OD600 0,5-0,7. После инкубирования клубневых кружков в течение 20 минут в бактериальной суспензии их переносят в закрепленную CM (WM, дополненная 8 г/л агара, 3,5 мг/л зеатин рибозида, 0,03 мг/л индолуксусной кислоты) при плотности 20 эксплантатов на чашку Петри. Через 2 дня кружки переносят в РМ (СМ, дополненная 200 мг/л цефотаксима, 100 мг/л ванкомицина) для отбора против Agrobacteria. Спустя 3 дня кружки переносят в чашки со средой, индуцирующей побеги (СМ, дополненная 250 мг/л карбенициллина, 100 мг/л канамицина) при плотности, составляющей 10 эксплантатов на чашку Петри с целью отбора для регенерации трансформированных побегов. Через 2 недели кружки с тканью переносят в свежую среду, индуцирующую побеги, а еще через 3 недели их переносят в SEM (SIM с 10 х более низкая концентрация гормонов). Спустя 8-9 недель после сокультивирования побеги становятся достаточно большими, чтобы отрезать их от ткани каллуса и перенести в стеклянные пробирки (Sigma, Cat. nr. C5916), содержащие 10 мл RM (WM, содержащая 0,5 х соли MS, 0,5 х витамины, 10 г/л сахарозы, 100 мг/л цефотаксима, 50 мг/л ванкомицина и 50 мг/л канамицина) для образования корней in vitro и вегетативного размножения.The peeled, surface-sterilized potato tubers are cut into 2 mm slices. Circles 1 cm in diameter are cut along the circumference of the slices. The slices are collected in WM (Murashige & Skoog medium) containing 1 mg / L thiamine HCl, 0.5 mg / L pyridoxine HCl, 0.5 mg / L nicotinic acid, 100 mg / L myo-inositol, 30 g / l sucrose, 0.5 g / l MES pH 5.8). Inoculate with the strain Agrobacterium tumefaciens EHA105 (Hood et al. 1993 Transgenic Research 2, 208-218), replacing WM with 100 ml of fresh WM containing a resuspended pellet 10 ml of Agrobacterium culture freshly grown in LB + corresponding antibiotic to OD 600 0.5-0-0 , 7. After incubation of the tuberous circles for 20 minutes in a bacterial suspension, they are transferred to fixed CM (WM supplemented with 8 g / l agar, 3.5 mg / l zeatin riboside, 0.03 mg / l indoleacetic acid) at a density of 20 explants per cup Petrie. After 2 days, the mugs were transferred to PM (CM supplemented with 200 mg / L cefotaxime, 100 mg / L vancomycin) for selection against Agrobacteria. After 3 days, the mugs are transferred to plates with medium that induces shoots (SM supplemented with 250 mg / L carbenicillin, 100 mg / L kanamycin) at a density of 10 explants per Petri dish to select for regeneration of the transformed shoots. After 2 weeks, the tissue circles are transferred to fresh shoot-inducing medium, and after another 3 weeks they are transferred to SEM (SIM with 10 x lower hormone concentration). After 8-9 weeks after co-cultivation, the shoots are large enough to cut them off from the callus tissue and transfer to glass tubes (Sigma, Cat. Nr. C5916) containing 10 ml of RM (WM containing 0.5 x MS salt, 0, 5 x vitamins, 10 g / l sucrose, 100 mg / l cefotaxime, 50 mg / l vancomycin and 50 mg / l kanamycin) for in vitro root formation and vegetative propagation.

Обращение с нематодами, выращивание и инфицирование корней растений
Поверхность семян Arabidopsis стерилизуют, а затем засевают их в чашки Петри (диаметр 9 см) на среду В5, содержащую 20 г/л глюкозы и 20 мг/л канамицина. Через 3 дня при 4oС чашки инкубируют в течение 2 недель в камере для выращивания при 22oС и следующем цикле: 16 часов на свету и 8 часов в темноте. Растения, резистентные к канамицину, затем переносят в наполненные землей полупрозрачные пластиковые пробирки (30х15х120 мм, Kelder plastibox b.v. , the Netherlands). Пробирки помещают под углом 60o к вертикальной оси так, чтобы корни росли на нижней стороне клубней. Это позволяет визуально наблюдать за процессом инфицирования и облегчает удаление корневой системы из почвы для GUS-анализа. Еще через 2 недели осуществляют инфицирование, инъецируя суспензию, содержащую 500 личинок Heterodera schachtii второй стадии (в 3 мл H2O) на корневую систему или 300 личинок Meloidogyne incognita второй стадии на корневую систему, в почву.
Nematode management, cultivation and infection of plant roots
The surface of Arabidopsis seeds is sterilized and then seeded in Petri dishes (diameter 9 cm) on B5 medium containing 20 g / l glucose and 20 mg / l kanamycin. After 3 days at 4 ° C., the plates are incubated for 2 weeks in a growth chamber at 22 ° C. and the following cycle: 16 hours in the light and 8 hours in the dark. Kanamycin-resistant plants are then transferred to earth-filled translucent plastic tubes (30x15x120 mm, Kelder plastibox bv, the Netherlands). The tubes are placed at an angle of 60 o to the vertical axis so that the roots grow on the underside of the tubers. This allows you to visually monitor the infection process and facilitates the removal of the root system from the soil for GUS analysis. After another 2 weeks, infection is carried out by injecting a suspension containing 500 second stage Heterodera schachtii larvae (in 3 ml H 2 O) onto the root system or 300 second stage Meloidogyne incognita larvae onto the root system.

Подобным образом побеги картофеля, пустившие корни в канамицин-содержащей среде RM, переносят в наполненные землей полупрозрачные пластиковые пробирки (30х15х120 мм, Kelder plastibox b.v., The Netherlands) и выращивают под наклоном на протяжении еще двух недель при 22oС и следующем цикле: 16 часов на свету и 8 часов в темноте. Осуществляют инфицирование, инъецируя суспензию, содержащую 500 личинок Globodera pallida второй стадии (в 3 мл Н2O) на корневую систему, в почву.Similarly, potato shoots that take root in a kanamycin-containing RM medium are transferred into translucent plastic tubes filled with earth (30x15x120 mm, Kelder plastibox bv, The Netherlands) and grown under slope for another two weeks at 22 o C and the following cycle: 16 hours in the light and 8 hours in the dark. Infection is carried out by injecting a suspension containing 500 second-stage Globodera pallida larvae (in 3 ml of H 2 O) onto the root system, into the soil.

GUS-анализ
Активность GUS определяют в различное время во время процесса инфицирования, тщательно промывая корневые системы для удаления большей части прилипшей земли и инкубируя их в растворе X-Glyc (1 мг/мл X-Gluc, 50 мМ NaPO4 (pH 7), 1 мМ K4Fe(CN)6, 1 мМ К K3Fe(CN)6, 10 мМ ЭДТА, 0,1% Тритон х 100) при 37oС в течение ночи. После удаления хлорофилла из ткани путем инкубирования 70% этанола в течение нескольких часов пятна GUS наблюдают под микроскопом.
GUS analysis
GUS activity is determined at various times during the infection process, thoroughly washing the root systems to remove most of the adherent soil and incubating them in X-Glyc solution (1 mg / ml X-Gluc, 50 mM NaPO 4 (pH 7), 1 mM K 4 Fe (CN) 6 , 1 mM K K 3 Fe (CN) 6 , 10 mM EDTA, 0.1% Triton x 100) at 37 ° C. overnight. After removal of chlorophyll from the tissue by incubation of 70% ethanol for several hours, GUS spots are observed under a microscope.

Пример 1
Конструирование бинарного вектора pMOG800
Бинарный вектор pMOG800 является производным pMOG23 (фиг.1, размещенным в Centraal Bureau voor schiimmelcultures, Oosterstraat 1, Baarn, The Netherlands, 29 января, 1990 г., под номером CBS 102.90), в котором в полилинкер между EcoRI и SmaI вводят дополнительный сайт рестрикции KpnI. Между левой и правой границами Т-ДНК эта плазмида содержит ген резистентности к канамицину для селекции трансгенных растительных клеток (фиг.2). Образец Е. coli DH5 альфа, принимающей pMOG 800, размещен в Centraal Bureau voor Schimmelcultures, Oosterstraat 1, Baarn, The Netherlands, 12 августа 1993 г., под номером GBS 414.93.
Example 1
Construction of the binary vector pMOG800
The binary vector pMOG800 is a derivative of pMOG23 (FIG. 1, hosted by the Centraal Bureau voor schiimmelcultures, Oosterstraat 1, Baarn, The Netherlands, January 29, 1990, under the number CBS 102.90), in which an additional site is introduced into the polylinker between EcoRI and SmaI restriction KpnI. Between the left and right borders of T-DNA, this plasmid contains the kanamycin resistance gene for selection of transgenic plant cells (figure 2). A sample of E. coli DH5 alpha receiving pMOG 800 is available from the Centraal Bureau voor Schimmelcultures, Oosterstraat 1, Baarn, The Netherlands, August 12, 1993, numbered GBS 414.93.

Пример 2
Конструирование конструкции GUS pMOG553 без промотора
Конструирование этого вектора описано Goddijn et al. 1993 Plant J. 4, 863-873. В этой ссылке имеется ошибка: конструкция содержит терминатор 35S вируса мозаики цветной капусты позади гена β-глюкуронидазы вместо указанного терминатора синтазы нопалина. Последовательность между границами Т-ДНК этого бинарного вектора размещена в банке данных EMBL под регистрационным номером Х84105. pMOG553 несет маркер HygR для трансформирования растений (фиг.3).
Example 2
Construction of the GUS pMOG553 construct without promoter
The construction of this vector is described by Goddijn et al. 1993 Plant J. 4, 863-873. There is an error in this link: the design contains the 35S terminator of the cauliflower mosaic virus behind the β-glucuronidase gene instead of the indicated nopaline synthase terminator. The sequence between the T-DNA boundaries of this binary vector is located in the EMBL database under registration number X84105. pMOG553 carries a HygR marker for plant transformation (FIG. 3).

Пример 3
Идентификация и выделение захваченного предпочтительного фрагмента промотора нематодного питающего сайта в Arabidopsis thaliana
Бинарный вектор pMOG553 мобилизуют путем тройственного скрещивания со штаммом Agrobacterium tumefaciens MOG101. Полученный штамм используют для трансформирования корня Arabidopsis. Таким способом получают более 1100 трансгенных линий растения Arabidopsis. Трансгенные растения выращивают до зрелости, дают им возможность самоопылиться, а полученные семена (S1) собирают и яровизируют. Затем семена S1 проращивают на питательном растворе (Goddijn et al. 1993 Plant J. 4, 863-873), закрепленном 0,6% агара, 10 мг/л гигромицина, и хранят при 4oС в течение четырехдневного периода набухания. На пятый день чашки переносят в помещение с комнатной температурой и умеренным освещением (1000 люкс, 16 часов на свету и 8 часов в темноте) для проращивания. 14-дневные проростки переносят в почву для горшков, помещенную в наклонные полупрозрачные пластиковые пробирки (30х15х120 мм) для дальнейшего выращивания при 5000 люкс (20oС). Выращивание растений таким образом приводит к образованию корневой системы на нижней части клубней в пространстве между почвой и пробиркой. Через две недели корни инфицируют нематодами, как описано в Экспериментальной части. Несколько раз после инокулирования (продолжающегося 2-14 дней) корневые системы подвергают анализу на активность GUS, как описано в Экспериментальной части. Линию pMOG 553#1164 идентифицируют как линию, проявляющую достаточно сильную экспрессию GUS внутри синцитий и гигантских клеток, индуцированных Heterodera schachtii и Meloidogyne incognita сответственно. В неинфицированных контрольных растениях (равно как и в инфицированных растениях) этой линии обнаруживается очень слабая экспрессия GUS в некоторых клетках у основания молодых боковых корней и в некоторых зеленых частях растения.
Example 3
Identification and isolation of the captured preferred nematode feeding site promoter fragment in Arabidopsis thaliana
The binary vector pMOG553 is mobilized by crossbreeding with the Agrobacterium tumefaciens strain MOG101. The resulting strain is used to transform the root of Arabidopsis. In this way, more than 1100 transgenic lines of the Arabidopsis plant are obtained. Transgenic plants are grown to maturity, give them the opportunity to self-pollinate, and the resulting seeds (S1) are harvested and vernalized. Then the seeds S1 germinated in a nutrient solution (Goddijn et al. 1993 Plant J. 4, 863-873), fixed with 0.6% agar, 10 mg / l hygromycin, and stored at 4 o C for a four-day period of swelling. On the fifth day, the cups are transferred to a room with room temperature and moderate lighting (1000 lux, 16 hours in the light and 8 hours in the dark) for germination. 14-day-old seedlings are transferred to pot soil placed in inclined translucent plastic tubes (30x15x120 mm) for further cultivation at 5000 lux (20 ° C). Growing plants in this way leads to the formation of a root system on the lower part of the tubers in the space between the soil and the test tube. After two weeks, the roots are infected with nematodes, as described in the Experimental part. Several times after inoculation (lasting 2-14 days), the root systems are analyzed for GUS activity, as described in the Experimental part. The pMOG 553 # 1164 line is identified as a line showing sufficiently strong GUS expression inside syncytia and giant cells induced by Heterodera schachtii and Meloidogyne incognita, respectively. In uninfected control plants (as well as in infected plants) of this line, very weak GUS expression is found in some cells at the base of young lateral roots and in some green parts of the plant.

Было определено, что в линии 1164 этот фенотип расщепляется в пропорции 1: 3; это значит, что конструкция GUS присутствует в одном локусе на геном. Присутствие только одной копии Т-ДНК подтверждается саузерн-анализом. Фрагмент, содержащий 1,5 т. п. о. захваченной промоторной последовательности, прилежащей к открытой рамке считывания, выделяют инвертированной цепной полимеразной реакцией. Геномная ДНК этой линии расщепляется рестрикционным ферментом MscI, который производит всего лишь одно расщепление на этом кодирующем участке GUS и объединяется. В результате гидролизации кольцевой ДНК ферментом SnaBI получают линейный фрагмент с известными последовательностями GUB на концах и фланкирующей растительной последовательностью между ними. Этот фрагмент амплифицируют, используя набор праймера GUSinv5 (5' СТТ ТСС САС САА CGC TGA ТС 3' SEQ ID NO: 1) и GUS7 (5' GTA ATG CTC ТАС АСС ACG CCG 3' SEQ ID NO: 2), клонированный в мультикопийный вектор и секвенированный (см. ниже). Для клонирования этого амплифицированного фрагмента вновь впереди GUS растительную последовательность опять амплифицируют из геномной ДНК Arabidopsis, используя праймеры GUSinv5 и 1164ХВМ (5' ТСТ AGA GGA ТСС TGG ССА ТАС ААА ТСА ACG TTT АС 3' SEQ ID NO: 3). Для снижения уровня ошибок используют pfu ДНК-полимеразу, обладающую корректирующей активностью. Праймер 1164ХВМ вводит сайт BamHI в 5' конец промотора, что позволяет клонировать 1480 п.о. BamHI фрагмент, содержащий промотор, назад перед GUS в конструкции pMOG 819, не изменяя последовательность между открытой рамкой считывания GUS и растительным промотором. It was determined that in line 1164 this phenotype is cleaved in a 1: 3 ratio; this means that the GUS construct is present at one locus on the genome. The presence of only one copy of T-DNA is confirmed by southern analysis. A fragment containing 1.5 tp the captured promoter sequence adjacent to the open reading frame is isolated by an inverted polymerase chain reaction. The genomic DNA of this line is cleaved with the restriction enzyme MscI, which produces only one cleavage at this GUS coding region and is combined. As a result of hydrolysis of circular DNA by SnaBI enzyme, a linear fragment is obtained with known GUB sequences at the ends and a flanking plant sequence between them. This fragment is amplified using the GUSinv5 primer kit (5 'CTT TCC CAC CAA CGC TGA TC 3' SEQ ID NO: 1) and GUS7 (5 'GTA ATG CTC TAC ACC ACG CCG 3' SEQ ID NO: 2), cloned into a multicopy vector and sequenced (see below). To clone this amplified fragment again ahead of the GUS, the plant sequence is again amplified from the Arabidopsis genomic DNA using GUSinv5 and 1164XBM primers (5 'TST AGA GGA TCC TGG CCA TAC AAA TCA ACG TTT AC 3' SEQ ID NO: 3). To reduce the level of errors, pfu DNA polymerase with corrective activity is used. Primer 1164XBM introduces the BamHI site at the 5 'end of the promoter, which allows cloning of 1480 bp The BamHI fragment containing the promoter, back before the GUS in the pMOG 819 construct, without changing the sequence between the open GUS reading frame and the plant promoter.

Пример 4
Конструирования конструкции GUS pMOG 819 без промотора
Этот вектор конструируют, клонируя кодирующий участок GUSинтрон (Vancanneyt et al. 1990, Mol. Gen. Genet. 220; 245-250) pMOG 553 в виде фрагмента BamHI-EcoRI в полилинкер pMOG 800. Бинарный вектор pMOG 819 (фиг. 4) служит для введения клонированных фрагментов промотора для дальнейшего анализа экспрессии после трансформирования растений.
Example 4
Design constructs GUS pMOG 819 without promoter
This vector is constructed by cloning the coding region of the GUS intron (Vancanneyt et al. 1990, Mol. Gen. Genet. 220; 245-250) pMOG 553 as a BamHI-EcoRI fragment in the polylinker pMOG 800. The binary vector pMOG 819 (Fig. 4) serves for the introduction of cloned fragments of the promoter for further analysis of expression after transformation of plants.

Пример 5
Анализ фрагментов промотора после повторного введения в Arabidopsis
Продукт полимеразной цепной реакции из метки 553#1164 клонируют назад перед геном GUS бинарного вектора pMOG 819 для получения pMOG 849 (фиг.5). Образец Е. coli DH5α, содержащий pMOG 849, был размещен в Centraal Bureau voor schimmel-cultures, Oosterstraat 1, Baarn, The Netherlands, 4 мая 1995 г., под номером CBS 308.95. Для определения тканево-специфической активности клонированного фрагмента промотора полученный клон pMOG 849 активируют по отношению к Agrobacterium tumefaciens и для трансформирования растений Arabidopsis tchaliana дикого типа используют соответствующий штамм. На конструкцию продуцируется 24-30 трансформантов. Семена исходных трансформантов собирают и выращивают для инфекционных анализов с Heterodera schachtii, как описано в Экспериментальной части. GUS-анализ после инфицирования нематод показывает, что 79% линий, трансформированных pMOG 849, экспрессируют ген-репортер в синцитиях. Некоторая слабая экспрессия также обнаруживается на участке корневого бокового разветвления, в васкулярной ткани корней и листьев, в центре розетки и в некоторых тканях цветков. Экспрессия GUS вне синцития сильно различается от линии к линии (см. фиг.6). Предположительно, это различие является результатом действия положения генома на введенные регуляторные последовательности. Тем не менее, в большинстве линий обнаруживается конфигурация экспрессии, очень похожая на первоначально помеченную линию 553#1164. Даже несмотря на то что активность фрагмента промотора в различных линиях pMOG 849 обычно намного слабее, чем активность GUS внутри синцитий, ни одна из синцитий-положительных линий не является полностью специфичной для питающих сайтов.
Example 5
Analysis of promoter fragments after repeated administration in Arabidopsis
The polymerase chain reaction product from tag 553 # 1164 was cloned back before the GUS gene of the binary vector pMOG 819 to obtain pMOG 849 (FIG. 5). A sample of E. coli DH5α containing pMOG 849 was placed at the Centraal Bureau voor schimmel-cultures, Oosterstraat 1, Baarn, The Netherlands, May 4, 1995, under the number CBS 308.95. To determine the tissue-specific activity of the cloned promoter fragment, the resulting pMOG 849 clone is activated against Agrobacterium tumefaciens and the corresponding strain is used to transform wild-type Arabidopsis tchaliana plants. 24-30 transformants are produced per design. The seeds of the original transformants are collected and grown for infectious analyzes with Heterodera schachtii, as described in the Experimental part. GUS analysis after infection of nematodes shows that 79% of lines transformed with pMOG 849 express a reporter gene in syncytia. Some weak expression is also found on the site of the root lateral branching, in the vascular tissue of the roots and leaves, in the center of the rosette and in some flower tissues. GUS expression outside syncytium varies greatly from line to line (see FIG. 6). Presumably, this difference is the result of the action of the position of the genome on the introduced regulatory sequences. However, an expression pattern is found in most lines, very similar to the originally labeled line 553 # 1164. Even though the activity of the promoter fragment in different lines of pMOG 849 is usually much weaker than the GUS activity inside syncytium, none of the syncytium-positive lines is completely specific for the feeding sites.

Экспрессия GUS также обнаруживается в гигантских клетках, индуцированных путем инфицирования Meloidogyne incognita в тех же линиях, которые экспрессируют GUS в синцитиях, индуцированных Heterodera schachtii. Это показывает, что фрагмент 1164 может быть использован почти как специфичный промотор питающего сайта для получения растений, обладающих пониженной восприимчивостью по отношению к Meloidogyne incognita и Heterodera schachtii. GUS expression is also found in giant cells induced by infection with Meloidogyne incognita in the same lines that express GUS in syncytia induced by Heterodera schachtii. This shows that fragment 1164 can be used almost as a specific promoter of the feeding site for obtaining plants with reduced susceptibility to Meloidogyne incognita and Heterodera schachtii.

Во время фазы культивирования тканей было замечено, что регуляторная последовательность 1164 также активна как промотор, подсказывая таким образом необходимость использования нейтрализующего гена при переносе фрагмента промотора 1164 на Arabidopsis геном, разрушающим растительную клетку, под его контролем, таким как барназа (см. Примеры 8 и 9). During the tissue culture phase, it was observed that the 1164 regulatory sequence is also active as a promoter, thus suggesting the need to use a neutralizing gene when transferring a fragment of the 1164 promoter to Arabidopsis with a plant cell depleting gene under its control, such as barnase (see Examples 8 and 9).

Фрагмент полимеразной цепной реакции, основанный на 553#1164, используют в качестве зонда для выделения соответствующего геномного клона. Геномный фрагмент, содержащий 2,1 т.п. (см. SEQ ID NO: 4), затем используют в подобном подходе, как описано выше (pMOG 889 содержит геномный 553#1164, слитый с GUSинтроном). Опять же, индуцированную нематодами экспрессию GUS можно наблюдать в синцитиях и гигантских клетках после нематодного инфицирования корней Arabidopsis с помощью Н. Schachtii и М. incognita соответственно. A polymerase chain reaction fragment based on 553 # 1164 is used as a probe to isolate the corresponding genomic clone. Genomic fragment containing 2.1 etc. (see SEQ ID NO: 4), then used in a similar approach as described above (pMOG 889 contains genomic 553 # 1164 fused to the GUS intron). Again, nematode-induced GUS expression can be observed in syncytia and giant cells after nematode infection of Arabidopsis roots with H. Schachtii and M. incognita, respectively.

Пример 6
Определение последовательности промоторной метки pMOG 553#1164
Последовательность геномного клона 1164 путем метода "прогулки" праймера на CsCl очищенной ДНК, используя автоматический секвенатор ALF Pharmacia. Процедура описана Voss et al. (1992) Mol. Cell. Biol. 3, 153-155. Последовательность изображена в SEQ ID NO: 4.
Example 6
The definition of the sequence of the promoter tag pMOG 553 # 1164
The sequence of genomic clone 1164 by the method of "walking" the primer on CsCl purified DNA using an ALF Pharmacia automatic sequencer. The procedure is described by Voss et al. (1992) Mol. Cell. Biol. 3, 153-155. The sequence is depicted in SEQ ID NO: 4.

Пример 7
Клонирование субфрагмента (субфрагментов) промотора
Пять субфрагментов промотора 1164 получают полимеразной цепной реакцией, используя праймеры, как показано в Таблице 4. Нумерация праймеров такая же, как и в перечне последовательностей. Для всех амплификаций используют бляшкообразующую единицу полимеразы корректирующей ДНК, a pMOG 849 служит в качестве ДНК-мишени. Все 5' концевые праймеры содержат сайт XhoI. Таким образом, все делегированные фрагменты промотора 1164, полученные полимеразной цепной реакцией, могут быть вновь клонированы в pMOG 819, по сайту XhoI и BamHI, расположенные в множественном клонирующем сайте pMOG 553 и расположены в помеченной линии 1164 между кодирующим участком GUS и помеченной растительной последовательностью. Номера относятся к конструкциям, получаемым из субфрагментов, клонированных в pMOG 819; праймеры от 6044-1 до 6044-6 соответствуют SEQ ID NO 6-11 соответственно.
Example 7
Cloning of a subfragment (subfragments) of the promoter
Five sub-fragments of promoter 1164 are prepared by polymerase chain reaction using primers as shown in Table 4. The numbering of the primers is the same as in the sequence listing. For all amplifications, a plaque-forming correcting DNA polymerase unit is used, and pMOG 849 serves as the target DNA. All 5 'end primers contain the XhoI site. Thus, all delegated fragments of the 1164 promoter obtained by polymerase chain reaction can be cloned again in pMOG 819 at the XhoI and BamHI sites located at the multiple cloning site of pMOG 553 and located at the labeled line 1164 between the GUS coding region and the labeled plant sequence. Numbers refer to constructs derived from sub-fragments cloned in pMOG 819; primers 6044-1 to 6044-6 correspond to SEQ ID NO 6-11, respectively.

После повторного введения этих генных кассет в структуры экспрессии растений, можно определить время и т.п., как описано для фрагмента 1164 с 1,5 т. п. в Примере 3. Фрагменты, имеющие нужные структуры и/или периоды времени, могут быть в дальнейшем использованы для направления экспрессии чужеродных последовательностей ДНК (как смысловые/кодирующие, так и антисмысловые) и/или использованы для получения гибридных промоторных конструкций. Дальнейший анализ позволяет понять некоторые регуляторные элементы, такие как "глушители", энхансеры и т.п., и дает возможность воздействовать по желанию на структуры экспрессии и/или периоды времени. Пример использования фрагментов промотора в соответствии в настоящим изобретением для снижения восприимчивости к нематодам проиллюстрирован для геномного фрагмента 1164 2,1 т.п., клонированного перед барназой. Он также является примером гена, разрушающего нематодный питающий сайт. After the repeated introduction of these gene cassettes into the expression structures of plants, it is possible to determine the time and the like, as described for fragment 1164 with 1.5 bp in Example 3. Fragments having the desired structures and / or time periods can be subsequently used to direct the expression of foreign DNA sequences (both sense / coding and antisense) and / or used to obtain hybrid promoter constructs. Further analysis allows us to understand some regulatory elements, such as “silencers”, enhancers, etc., and makes it possible to act on the expression structures and / or time periods as desired. An example of the use of promoter fragments in accordance with the present invention to reduce nematode susceptibility is illustrated for a 1164 2.1 kb genomic fragment cloned before barnase. He is also an example of a gene that destroys a nematode feeding site.

Пример 8
Клонирование фрагмента 1164 перед барназой
Геномный фрагмент ДНК 2,1 т. п., содержащий помеченную 5' последовательность из линии 1164, клонируют перед барназой, геном РНКазы, полученным из Bacillus amyloliquefaciens для создания растений, резистентных к "оседлым" растительным нематодам. Геномный продукт получают в результате скрининга 400000 клонов из геномной библиотеки экотипа С24 Arabidopsis с продуктом iPCR, 1164 (см. Пример 3). Из одного из гибридизирующихся клонов выделяют EcoRI фрагмент 4 т.п. и субклонируют его в мультикопийную плазмиду pKS (Stratagene). Анализ последовательности показывает, что этот клон содержит 2,1 т.п. 5' последовательности до инсерции Т-ДНК в линии 1164 и 1,9 т.п. 3' последовательности.
Example 8
Cloning fragment 1164 before Barnase
A 2.1 kb genomic DNA fragment containing the labeled 5 ′ sequence from line 1164 is cloned before barnase, an RNase gene obtained from Bacillus amyloliquefaciens to create plants resistant to “settled” plant nematodes. The genomic product is obtained by screening 400,000 clones from the genomic library of the Ecid C24 Arabidopsis ecotype with the product iPCR, 1164 (see Example 3). EcoRI fragment 4 is isolated from one of the hybridizing clones. and subclone it into the multicopy plasmid pKS (Stratagene). Sequence analysis shows that this clone contains 2.1, etc. 5 'sequence before the insertion of T-DNA in lines 1164 and 1.9 etc. 3 'sequence.

Для восстановления точного контекста последовательности перед кодирующим участком GUS SnaBI фрагмент 546 п. о. из pMOG 849, охватывающий слияние промотора GUS, клонируют в SnaBI сайт геномного клона. Фрагмент HindIII 2325 п. о. выделяют из полученного клона, содержащего полную помеченную 5' последовательность из геномного субклона EcoRI. Этот фрагмент клонируют перед геном барназы в конструкции pFL8 (описанной ниже), образуя клон pFL15. To restore the exact context of the sequence in front of the GUS SnaBI coding region, fragment 546 bp from pMOG 849, encompassing the fusion of the GUS promoter, is cloned into the SnaBI site of the genomic clone. Fragment of HindIII 2325 bp isolated from the resulting clone containing the complete labeled 5 'sequence from the EcoRI genomic subclone. This fragment is cloned before the barnase gene in the pFL8 construct (described below) to form a clone pFL15.

Фрагмент, содержащий участок, кодирующий барназу, амплифицируют полимеразной цепной реакцией на ДНК рМТ416 (Hartley, sub), используя праймеры 5' CGGACTCTGGATCCGGAAAGTG 3' (SEQ ID NO: 12) и 5' CTGCTCGAGCCTAGGCACAGGTTATCAACACGTTTG 3' (SEQ ID NO: 13). Эти праймеры вводят фланкирующие сайты рестрикции BamHI и XhoI для облегчения клонирования фрагмента. Фрагмент клонируют во множественный клонирующий сайт в векторе, содержащем ген barstar под контролем промотора Tag (необходимого для преодоления токсичности барназы в бактериях). Для устранения токсичности экспрессии барназы на последующих стадиях клонирования в сайт StyI инсерцируют интрон ST-LS1. В трансляционном инициирующем кодоне барназы создают сайт NcoI рекомбинантной полимеразной цепной реакцией, используя праймеры 5' CGGACTCTGGATCCGGAAAGTG 5' (SEQ ID NO: 14) и 5' CTTACTCGAGCCATGGTAAGTTTCTGC 3' (SEQ ID NO: 15), приводящие к образованию pOG16.1. Нетранслированную 5' последовательность барназы далее модифицируют для придания ей сходства с соответствующей последовательностью в первоначальной линии pMOG 553#1164 путем отжига следующих нуклеотидов 5' GATCTAGACTCGAGAAGCTTGGATCCCCGGGTAGGTCAGTCCCC 3' (SEQ ID NO: 16) и 5' CATGGGGGACTGACCTACCCGGGGATCCAAGCTTCTCGAGTCTA 3' (SEQ ID NO: 17) и лигирования полученного адаптера между сайтом ВglII и сайтом HcoI pOG16.1, приводящим к образованию клона pFL8. Адаптер вводит 5' сайт HindIII по отношению к кодирующему участку барназы, используемый для инсерцирования промотора 1164, приводящего к образованию pFL15. Кроме того, эта процедура приводит к обмену с помощью адаптера фрагмента, содержащего промотор Tag и гена barstar. The fragment containing the barnase coding region was amplified by polymerase chain reaction on pMT416 DNA (Hartley, sub) using primers 5 'CGGACTCTGGATCCGGAAAGTG 3' (SEQ ID NO: 12) and 5 'CTGCTCGAGCCTAGGCACAGGTTATCAACAC 3): These primers introduce the flanking restriction sites BamHI and XhoI to facilitate cloning of the fragment. The fragment is cloned into a multiple cloning site in a vector containing the barstar gene under the control of the Tag promoter (necessary to overcome the toxicity of barnase in bacteria). To eliminate the toxicity of barnase expression in subsequent stages of cloning, the intron ST-LS1 is inserted into the StyI site. In the translational initiation codon, barnases create the NcoI site by a recombinant polymerase chain reaction using 5 'CGGACTCTGGATCCGGAAAGTG 5' primers (SEQ ID NO: 14) and 5 'CTTACTCGAGCCATGGTAAGTTTCTGC 3' (SEQ ID NO: pOG16) resulting in the formation of SEQ ID NO: 15). The untranslated 5 'barnase sequence is further modified to resemble the corresponding sequence in the original pMOG 553 # 1164 line by annealing the following 5' GATCTAGACTCGAGAAGCTTGGATCCCCGGGTAGGTCAGTCCCC 3 'nucleotides (SEQ ID NO: 16) and 5' CATGGGGTCGTCTAG and ligation of the resulting adapter between the BglII site and the HcoI pOG16.1 site, resulting in the formation of a clone pFL8. The adapter introduces the 5 'HindIII site with respect to the coding region of barnase used to insert the 1164 promoter leading to the formation of pFL15. In addition, this procedure leads to the exchange using the adapter of the fragment containing the Tag promoter and the barstar gene.

Пример 9
Конструирование rolD-B
Конструкция pFL11 содержит в бинарном векторе химерный ген barstar. Эту конструкцию клонируют следующим образом. Кодирующий участок barstar находится в HindIII/BamHI фрагменте, в конструкции рМТ316 (Hartley (1988) J. Mol. Biol. 202, 913-915). Сайт HindIII превращают в сайт BamHI, лигируя в этот сайт саморенатурирующийся адаптер 5' AGCTCGGATCCG 3' (SEQ ID NO: 18). Затем полученный фрагмент BamHI клонируют между двойным усиленным промотором СаМ V 35S и терминатором синтазы нопалина в кассетте экспрессии pMOG 180, описанной в WO 93/10251, приводящей к образованию pOG30. Используя адаптер 5' GGCTGCTCGAGC 3' (SEQ ID NO: 19), сайт HindIII на конце 3' терминатора синтазы нопалина превращают в сайт XhoI, a сайт EcoRI на 5' конце промотора превращают в сайт HindIII, используя адаптер 5' AATTGACGAAGCTTCGTC 3' (SEQ ID NO: 20). Затем промотор 35S замещают промотором из гена RolD Agrobacterium rhizogenes. Этот промотор вырезают в виде фрагмента HindIII/BamHI из конструкции pDO2, получаемой от F. Leach (Leach and Aoyagi (1991) Plant Sci. 79, 69-76). Из полученного клона pOG38 вырезают ген barstar, включая промотор и терминатор путем гидролизации HindIII и XhoI и клонируют в соответствующие сайты полилинкера в pMOG 800, что приводит к получению pFL11.
Example 9
The construction of rolD-B
The pFL11 construct contains the barstar chimeric gene in a binary vector. This construct is cloned as follows. The barstar coding region is in the HindIII / BamHI fragment, in pMT316 construct (Hartley (1988) J. Mol. Biol. 202, 913-915). The HindIII site is converted to the BamHI site, ligating the 5 'AGCTCGGATCCG 3' self-renewing adapter to this site (SEQ ID NO: 18). The resulting BamHI fragment is then cloned between the double amplified CaM V 35S promoter and the nopaline synthase terminator in the pMOG 180 expression cassette described in WO 93/10251, resulting in the formation of pOG30. Using the 5 'GGCTGCTCGAGC 3' adapter (SEQ ID NO: 19), the HindIII site at the end of the 3 'nopaline synthase terminator is converted to the XhoI site, and the EcoRI site at the 5' end of the promoter is converted to the HindIII site using the 5 'AATTGACGAAGCTTCGTC 3' adapter ( SEQ ID NO: 20). The 35S promoter is then replaced by a promoter from the RolD gene of Agrobacterium rhizogenes. This promoter was excised as a HindIII / BamHI fragment from the pDO2 construct obtained from F. Leach (Leach and Aoyagi (1991) Plant Sci. 79, 69-76). The barstar gene, including the promoter and terminator, was digested from the resulting pOG38 clone by hydrolysis of HindIII and XhoI and cloned into the corresponding polylinker sites in pMOG 800, resulting in pFL11.

Наконец химерный ген 1164 промотор барназы отщепляют от pFL15 в виде EcoRI фрагмента и клонируют в уникальный EcoRI сайт pFL11 между геном barstar и геном-маркером NptII в тандемной ориентации, что приводит к получению pMOG 893. Finally, the chimeric gene 1164 of the barnase promoter is cleaved from pFL15 as an EcoRI fragment and cloned into the unique EcoRI pFL11 site between the barstar gene and the NptII marker gene in tandem orientation, resulting in pMOG 893.

Пример 10
Трансформирование картофельных растений с помощью pMOG 893 и проверка на повышенную резистентность против Globodera pallida
Бинарный вектор pMOG 893 активируют по отношению к Agrobacterium tumefaciens и полученный штамм используют для трансформирования клубневых кружочков из культурного сорта картофеля Kardal, как описано в экспериментальной части. В целом получают 98 трансгенных линий. Эти линии размножают вегетативным способом, разрезая побеги на сегменты, содержащие по крайней мере один узел, и образуя корни in vitro. На линии проверяют 15 растений на повышенную резистентность к Globodera pallida, как описано в Экспериментальной части. Ожидается, что картофельные растения, трансформированные с помощью pMOG 893, содержащей конструкцию барназа/барстар, окажутся менее восприимчивыми к Globodera pallida благодаря экспрессии барназы, индуцированной нематодами, внутри (развивающейся) нематодной питающей структуры.
Example 10
Transformation of potato plants using pMOG 893 and testing for increased resistance against Globodera pallida
The binary vector pMOG 893 is activated against Agrobacterium tumefaciens and the resulting strain is used to transform tuberous circles from the cultivar of the Kardal potato variety, as described in the experimental part. A total of 98 transgenic lines are obtained. These lines are propagated vegetatively, cutting the shoots into segments containing at least one node, and forming roots in vitro. On the line, 15 plants are checked for increased resistance to Globodera pallida, as described in the Experimental part. Potato plants transformed with pMOG 893 containing the barnase / barstar construct are expected to be less susceptible to Globodera pallida due to the expression of nematode-induced barnase inside the (developing) nematode nutritional structure.

Вышеприведенные примеры служат лишь для иллюстрации данного изобретения, а не для его ограничения. Многочисленные модификации, которые могут быть легко осуществлены специалистами в данной области, входят в объем данного изобретения. The above examples serve only to illustrate the present invention, and not to limit it. Numerous modifications that can be readily accomplished by those skilled in the art are within the scope of this invention.

Claims (16)

1. Фрагмент ДНК, получаемый из Arabidopsis thaliana, способный стимулировать индуцируемую нематодами узелково-корневую и кистозную транскрипцию ассоциированной последовательности ДНК при повторном введении в растение, включающий нуклеотидную последовательность, представленную нуклеотидами I-2141 в SEQ ID No:4. 1. The DNA fragment obtained from Arabidopsis thaliana, capable of stimulating nematode-induced nodular-root and cystic transcription of the associated DNA sequence when re-introduced into the plant, including the nucleotide sequence represented by nucleotides I-2141 in SEQ ID No: 4. 2. Фрагмент ДНК по п.1, имеющий нуклеотидную последовательность, представленную нуклеотидами 646-2141 в SEQ ID No:4. 2. The DNA fragment according to claim 1, having a nucleotide sequence represented by nucleotides 646-2141 in SEQ ID No: 4. 3. Фрагмент ДНК по п.1 или 2, по существу, являющийся сайт-специфическим для нематоды. 3. The DNA fragment according to claim 1 or 2, essentially being a site-specific for a nematode. 4. Субфрагмент или комбинация субфрагментов фрагмента ДНК по п.1 или 2, способные стимулировать индуцируемую нематодами узелково-корневую и кистозную транскрипцию ассоциированной последовательности ДНК при повторном введении в растение. 4. A subfragment or combination of subfragments of a DNA fragment according to claim 1 or 2, capable of stimulating nematodes-induced nodular-root and cystic transcription of an associated DNA sequence when reintroduced into a plant. 5. Субфрагмент фрагмента ДНК по п.4, по существу, являющийся сайт-специфическим для питания нематоды. 5. The subfragment of the DNA fragment according to claim 4, essentially being a site-specific nematode food. 6. Последовательность химерной ДНК, представляющая собой в направлении транскрипции фрагмент ДНК по любому из пп.1-4 и последовательность ДНК, экспрессируемую под его транскрипционным контролем, которая в естественных условиях не находится под транскрипционным контролем указанного фрагмента ДНК. 6. The chimeric DNA sequence, which is a DNA fragment in the direction of transcription according to any one of claims 1 to 4, and a DNA sequence expressed under its transcriptional control, which in vivo is not under transcriptional control of the specified DNA fragment. 7. Последовательность химерной ДНК по п.6, в которой экспрессируемая последовательность ДНК вызывает продуцирование вещества, разрушающего клетки растения. 7. The chimeric DNA sequence of claim 6, wherein the expressed DNA sequence causes the production of a substance that destroys plant cells. 8. Последовательность химерной ДНК по п.7, в которой указанное разрушающее клетки вещество представляет собой барназу. 8. The chimeric DNA sequence of claim 7, wherein said cell destructive substance is barnase. 9. Последовательность химерной ДНК по п.7, в которой указанное разрушающее клетки вещество представляет собой РНК, комплементарную РНК, необходимой для жизнеспособности клеток. 9. The chimeric DNA sequence of claim 7, wherein said cell-disrupting substance is RNA complementary to RNA necessary for cell viability. 10. Последовательность химерной ДНК по п.6, в которой экспрессируемая последовательность ДНК вызывает продуцирование вещества, токсичного по отношению к индуцирующей нематоде. 10. The chimeric DNA sequence according to claim 6, in which the expressed DNA sequence causes the production of a substance toxic to the inducing nematode. 11. Последовательность химерной ДНК по любому из пп.6-10, отличающаяся тем, что она включена в растительную клетку. 11. The sequence of the chimeric DNA according to any one of claims 6 to 10, characterized in that it is included in the plant cell. 12. Репликон, который содержит последовательность химерной ДНК по любому из пп.6-10 и по крайней мере один сайт узнавания для рестрикционной эндонуклеазы для встраивания экспрессируемой последовательности ДНК. 12. A replicon that contains a chimeric DNA sequence according to any one of claims 6 to 10 and at least one restriction endonuclease recognition site for embedding an expressed DNA sequence. 13. Репликон по п.12, отличающийся тем, что он включен в микроорганизм. 13. The replicon according to item 12, characterized in that it is included in the microorganism. 14. Репликон, который содержит в направлении транскрипции фрагмент ДНК по любому из пп.1-5 и по крайней мере один сайт узнавания для рестрикционной эндонуклеазы для встраивания экспрессируемой последовательности ДНК под контролем указанного фрагмента ДНК. 14. A replicon that contains in the direction of transcription a DNA fragment according to any one of claims 1 to 5 and at least one recognition site for a restriction endonuclease for embedding an expressed DNA sequence under the control of said DNA fragment. 15. Репликон по п.14, отличающийся тем, что он включен в микроорганизм. 15. The replicon according to 14, characterized in that it is included in the microorganism. 16. Последовательность химерной ДНК по любому из пп.6-10, используемая для трансформации растений. 16. The chimeric DNA sequence according to any one of claims 6 to 10, used to transform plants.
RU99100083/13A 1996-06-04 1996-06-04 Dna fragment preparing from arabidopsis thaliana, its subfragment or combination of subfragments, sequence of chimeric dna and its usage, replicon (versions) RU2198219C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP1996/002437 WO1997046692A1 (en) 1996-06-04 1996-06-04 Nematode-inducible plant gene promoter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99100083A RU99100083A (en) 2000-12-20
RU2198219C2 true RU2198219C2 (en) 2003-02-10

Family

ID=8166232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99100083/13A RU2198219C2 (en) 1996-06-04 1996-06-04 Dna fragment preparing from arabidopsis thaliana, its subfragment or combination of subfragments, sequence of chimeric dna and its usage, replicon (versions)

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP0904387A1 (en)
JP (1) JP2000511427A (en)
AU (1) AU707563B2 (en)
BR (1) BR9612635A (en)
CA (1) CA2257149A1 (en)
HU (1) HUP9903512A3 (en)
RU (1) RU2198219C2 (en)
WO (1) WO1997046692A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660569C2 (en) * 2011-12-23 2018-07-06 Квс Зат Аг Novel plant-derived cis-regulatory elements for development of pathogen-responsive chimeric promotors

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA9710270B (en) 1996-11-18 1998-06-10 Mogen Internat Nv Nematode-inducible regulatory DNA sequences.
US6448471B1 (en) * 1998-01-22 2002-09-10 Piotr S. Puzio Nematode-feeding structure specific gene and its application to produce nematode resistant plants
US6271437B1 (en) * 1998-05-18 2001-08-07 Pioneer Hi-Bred International, Inc. Soybean gene promoters
GB9814315D0 (en) * 1998-07-02 1998-09-02 Innes John Centre Innov Ltd Inducible promoters
US7572950B2 (en) 2002-07-04 2009-08-11 Sungene Gmbh & Co. Kgaa Methods for obtaining pathogen resistance in plants

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3354929B2 (en) * 1991-03-26 2002-12-09 シンヘンタ モーヘン ベースローテン フェンノートシャップ Method for isolating and / or testing genes and promoters for plant-nematoda interaction using plants of the genus Arabidopsis
CA2110169A1 (en) * 1991-05-30 1992-12-10 Walter Van Der Eycken Nematode-responsive plant promoters
RU2143000C1 (en) * 1991-11-20 1999-12-20 Моген Интернэшнл Н.В. Method of preparing plant exhibiting decreased susceptibility to plant parasitic nematodes (variants), recombinant dna (variants), plant transforming vector, strain agrobacterium and method of harvest loss decrease
GB9205474D0 (en) * 1992-03-13 1992-04-29 Cambridge Advanced Tech Root knot nematode resistance
WO1994010320A1 (en) * 1992-11-02 1994-05-11 Mogen International N.V. Plants with reduced susceptibility to plant-parasitic nematodes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2660569C2 (en) * 2011-12-23 2018-07-06 Квс Зат Аг Novel plant-derived cis-regulatory elements for development of pathogen-responsive chimeric promotors

Also Published As

Publication number Publication date
HUP9903512A3 (en) 2000-04-28
WO1997046692A1 (en) 1997-12-11
AU6222296A (en) 1998-01-05
BR9612635A (en) 1999-09-14
CA2257149A1 (en) 1997-12-11
EP0904387A1 (en) 1999-03-31
HUP9903512A2 (en) 2000-03-28
JP2000511427A (en) 2000-09-05
AU707563B2 (en) 1999-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5658772A (en) Site-specific recombination of DNA in plant cells
JP3253071B2 (en) Site-specific recombination of DNA in plant cells
RU2143000C1 (en) Method of preparing plant exhibiting decreased susceptibility to plant parasitic nematodes (variants), recombinant dna (variants), plant transforming vector, strain agrobacterium and method of harvest loss decrease
ES2256856T3 (en) TRANSGENIC CELL SECTION PROCESS.
HU213580B (en) Method for producing by genetic engineering plant and plant cells resistant to glutamine-synthetase inhibitors, and method for protecting plants by elimination of weeds and fungi
KR20150085846A (en) Tal-Mediated Transfer DNA Insertion
WO1990008828A2 (en) Molecular methods of hybrid seed production
HU220358B (en) Methods for the production of hybrid seed
WO1996040950A1 (en) Methods and constructs for producing male sterile plants
JP2002541853A (en) Plant transformation method
JPS61162188A (en) Selectable marker for developing vector and character converting system in plant
HUT58758A (en) New signalsequencies
US6753459B2 (en) Transgenic plants and methods for production thereof
JPH03112488A (en) Regulatory dna sequence
US6395963B1 (en) Nematode-inducible regulatory DNA sequences
RU2198219C2 (en) Dna fragment preparing from arabidopsis thaliana, its subfragment or combination of subfragments, sequence of chimeric dna and its usage, replicon (versions)
US6262344B1 (en) Nematode-inducible plant gene promoter
CA2057313C (en) Method of producing pathogen-resistant plants
JP2003511049A (en) Method for increasing crop yield or biomass using protoporphyrinogen oxidase gene
US6448471B1 (en) Nematode-feeding structure specific gene and its application to produce nematode resistant plants
US7094952B1 (en) Method for obtaining transgenic plants expressing a protein with activity producing hydrogen peroxide by transformation by agrobacterium rhizogenes
TW457297B (en) Regulatory DNA sequences
AU655574C (en) Molecular methods of hybrid seed production

Legal Events

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

Effective date: 20030605