SK137299A3 - Expression of fungicide-binding polypeptides in plants for producing fungicide tolerance - Google Patents

Expression of fungicide-binding polypeptides in plants for producing fungicide tolerance Download PDF

Info

Publication number
SK137299A3
SK137299A3 SK1372-99A SK137299A SK137299A3 SK 137299 A3 SK137299 A3 SK 137299A3 SK 137299 A SK137299 A SK 137299A SK 137299 A3 SK137299 A3 SK 137299A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
bas
plant
gene
tolyloxy
scfv
Prior art date
Application number
SK1372-99A
Other languages
Slovak (sk)
Inventor
Eberhard Ammermann
Earle Butterfield
Jens Lerchl
Gisela Lorenz
Achim Moller
Udo Rabe
Ralf-Michael Schmidt
Udo Conrad
Original Assignee
Basf Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Ag filed Critical Basf Ag
Publication of SK137299A3 publication Critical patent/SK137299A3/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K16/00Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies
    • C07K16/44Immunoglobulins [IGs], e.g. monoclonal or polyclonal antibodies against material not provided for elsewhere, e.g. haptens, metals, DNA, RNA, amino acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8201Methods for introducing genetic material into plant cells, e.g. DNA, RNA, stable or transient incorporation, tissue culture methods adapted for transformation
    • C12N15/8209Selection, visualisation of transformants, reporter constructs, e.g. antibiotic resistance markers
    • 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
    • C12N15/8242Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits
    • C12N15/8257Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits for the production of primary gene products, e.g. pharmaceutical products, interferon
    • C12N15/8258Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with non-agronomic quality (output) traits, e.g. for industrial processing; Value added, non-agronomic traits for the production of primary gene products, e.g. pharmaceutical products, interferon for the production of oral vaccines (antigens) or immunoglobulins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide

Landscapes

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

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Fungizid-toleranten Pflanzen durch Expression eines Fungizid-bindenden Antikörpers in den Pflanzen.

Description

Expresia polypeptidov viažucich fungicídy v rastlinách s cieľom dosiahnuť toleranciu voči fungicídomExpression of fungicide binding polypeptides in plants to achieve fungicide tolerance

Oblasť technikyTechnical field

Predložený vynález sa týka postupu na produkciu rastlín tolerantných voči fungicídom expresiou exogénneho polypeptidu viažuceho fungicíd v rastlinách alebo rastlinných orgánoch. Vynález sa ďalej týka použitia príslušných nukleových kyselín, ktoré kódujú polypeptid, protilátku alebo časti protilátky s vlastnosťami viazania fungicídu v transgénnych rastlinách a samotnej takto transformovanej rastliny.The present invention relates to a process for the production of fungicide tolerant plants by expressing an exogenous fungicide-binding polypeptide in plants or plant organs. The invention further relates to the use of appropriate nucleic acids which encode a polypeptide, antibody or antibody portion having fungicide binding properties in transgenic plants and the transformed plant itself.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Je známe, že metódy genetického inžinierstva umožňujú špecifický transfer cudzích génov do genómu rastliny. Tento proces sa nazýva transformácia a výsledné rastliny transgénne rastliny. Transgénne rastliny sa dnes používajú v rôznych oblastiach biotechnológie. Príkladmi sú rastliny odolné voči hmyzu (Vaek a kol. Plánt Celí 5 (1987), 159-169), rastliny odolné voči vírusom (Powell a kol. Science 232 (1986), 738-743) a rastliny odolné voči ozónu (Van Camp a kol. BioTech. 12 (1994), 165-168). Príkladmi zlepšených kvalitatívnych charakteristík dosiahnutých genetickým inžinierstvom sú: zlepšená trvanlivosť ovocia (Oeller a kol. Science 254 (1991), 437-439), zvýšená produkcia škrobu v zemiakových hľuzách (Stark a kol. Science 242 (1992), 419), zmeny v zložení škrobu (Visser a kol. Mol. Gen. Genet. 225 (1991), 289-296) a lipidov (Voelker a kol. Science 257 (1992), 72-74) a produkcia cudzích polymérov (Poirer a kol. Science 256 (1992), 520-523).Genetic engineering methods are known to allow the specific transfer of foreign genes into the genome of a plant. This process is called transformation and the resulting plants transgenic plants. Transgenic plants are now used in various fields of biotechnology. Examples are insect resistant plants (Vaek et al. Plant Cell 5 (1987), 159-169), virus resistant plants (Powell et al. Science 232 (1986), 738-743) and ozone resistant plants (Van Camp et al., BioTech 12 (1994), 165-168). Examples of improved quality characteristics achieved by genetic engineering are: improved fruit shelf-life (Oeller et al. Science 254 (1991), 437-439), increased starch production in potato tubers (Stark et al. Science 242 (1992), 419), changes in the composition of starch (Visser et al. Mol. Gen. Genet. 225 (1991), 289-296) and lipids (Voelker et al. Science 257 (1992), 72-74) and the production of foreign polymers (Poirer et al. Science 256 (1992), 520-523.

Dôležitým cieľom práce uskutočňovanej v oblasti rastlinnej molekulovej genetiky je generovanie tolerancie voči herbicídom. Tolerancia voči herbicídom je charakterizovaná zlepšenou kompatibilitou (čo sa týka typu alebo úrovne) rastliny alebo rastlinných orgánov s aplikovaným herbicídom. Toto možno dosiahnuť rôznymi spôsobmi. Známymi metódami je využitie metabolického génu, napríklad patového génu, v spojení s glufosinátovou rezistenciou (WO 8705629) alebo cieľového enzýmu, ktorý je rezistentný voči herbicídu, ako napríklad v prípade enolpyruvyl šikimát-3-fosfát syntézy (WO 9204449), ktorá je rezistentná voči glyfosátu, a použitie herbicídu v bunkovej a pletivovej kultúre na výber tolerantných rastlinných buniek a výsledných rezistentných rastlín, ako je opísané v prípade inhibítorov acetyl-CoA-karboxylázy (US 5162602, US 5290696).An important goal of the work done in the field of plant molecular genetics is to generate tolerance to herbicides. Herbicide tolerance is characterized by improved compatibility (in terms of type or level) of the plant or plant organs with the herbicide applied. This can be achieved in various ways. Known methods are the use of a metabolic gene, for example, a pathogen, in conjunction with glufosinate resistance (WO 8705629) or a herbicide-resistant target enzyme, such as enolpyruvyl shikimate-3-phosphate synthesis (WO 9204449), which is resistant to glyphosate, and the use of the herbicide in cell and tissue culture to select tolerant plant cells and resulting resistant plants, as described for acetyl-CoA-carboxylase inhibitors (US 5162602, US 5290696).

Protilátky sú proteíny, zložky imunitného systému. Spoločnou vlastnosťou všetkých protilátok je ich priestorová guľová štruktúra, konštrukcia ľahkého a ťažkého reťazca a ich základná schopnosť viazať molekuly alebo časti molekulovej štruktúry s vysokou špecifickosťou (Alberts a kol., in: Molekularbiologie derZelle [molekulárna biológia bunky], 2. vydanie 1990, VCH Verlag, ISBN 3-52727983-0, 1198-1237). Na základe týchto vlastností sa protilátky používajú na niekoľko účelov. Použitie možno rozdeliť na použitie protilátok v zvieracích a ľudských organizmoch, v ktorých sa produkujú, teda takzvané in situ aplikácie, a ex situ aplikácie, t.j. využitie protilátok po ich izolácii z produkujúcich buniek alebo organizmov (Whitelam und Cockburn, TIPS zv. 1, 8 (1996), 268-272).Antibodies are proteins, components of the immune system. A common feature of all antibodies is their spatial spherical structure, light and heavy chain construction, and their basic ability to bind molecules or parts of a molecular structure of high specificity (Alberts et al., In: Molecular biology derZelle [Cell Molecular Biology], 2nd edition 1990, VCH Verlag, ISBN 3-52727983-0, 1198-1237). Because of these properties, antibodies are used for several purposes. The use can be divided into the use of antibodies in the animal and human organisms in which they are produced, i.e. so-called in situ applications and ex situ applications, i. utilization of antibodies after isolation from producer cells or organisms (Whitelam und Cockburn, TIPS vol. 1, 8 (1996), 268-272).

Použitie somatických hybridných bunkových línií (hybridómov) ako zdroja protilátok proti veľmi špecifickými antigénom je založené na práci Kôhlera a Milsteina (Náture 256 (1975) 495-97). Tento postup umožňuje produkciu takzvaných monoklonálnych protilátok, ktoré majú jednotnú štruktúru a ktoré sa vyrábajú pomocou fúzie buniek. Slezinové bunky imunizovanej myši sa fúzujú s myelómovými bunkami myši. Takto sa získajú hybridómové bunky, ktoré sa rozmnožujú bez obmedzenia. Bunky súčasne vylučujú špecifické protilátky proti antigénu, ktorým bola myš imunizovaná. Slezinové bunky poskytujú schopnosť produkcie protilátky, zatiaľ čo myelómové bunky prispievajú schopnosťou neobmedzeného rastu a sústavného vylučovania protilátok. Keďže každá hybridómová bunka, súc klonom, je odvodená z jedinej B bunky, všetky vyprodukované molekuly protilátky majú rovnakú štruktúru vrátane miesta viazania antigénu. Táto metóda výrazne podporila použitie protilátok, pretože protilátky, ktoré majú jedinú a známu špecifickosť a homogénnu štruktúru, sú teraz dostupné v neobmedzených množstvách. Monoklonálne protilátky majú rozsiahle použitie v imunodiagnostike a ako terapeutiká.The use of somatic hybrid cell lines (hybridomas) as a source of antibodies against very specific antigens is based on the work of Kohler and Milstein (Nature 256 (1975) 495-97). This procedure allows the production of so-called monoclonal antibodies having a uniform structure and which are produced by cell fusion. The spleen cells of the immunized mouse are fused with mouse myeloma cells. Hybridoma cells are thus obtained, which reproduce without limitation. The cells simultaneously secrete specific antibodies against the antigen with which the mouse was immunized. Spleen cells provide the ability to produce antibody, while myeloma cells contribute to the ability of unrestricted growth and sustained secretion of antibodies. Since each hybridoma cell, being a clone, is derived from a single B cell, all the antibody molecules produced have the same structure, including the antigen binding site. This method has greatly promoted the use of antibodies, since antibodies having a single and known specificity and homogeneous structure are now available in unlimited amounts. Monoclonal antibodies have extensive use in immunodiagnostics and as therapeutics.

V nedávnych rokoch sa získala takzvaná metóda bakteriofágového displeja na produkciu protilátok a tá sa vyhýba imunitnému systému a rôznym imunizáciám u zvieraťa. Afinita a špecifickosť protilátky sa dajú merať in vitro (Winter a kol., Ann. Rev. Immunol. 12 (1994), 433-455; Hoogenboom TIBTech zv. 15 (1997), 62 -70). Génové segmenty, ktoré obsahujú sekvenciu, ktorá kóduje variabilnú oblasť protilátok, t.j. miesto viazania antigénu, sa fúzujú s génmi pre obalový proteín bakteriofágu. Potom sa fágmi, ktoré obsahujú také fúzne gény, infikujú baktérie. Získané fágové častice sú teraz vybavené obalmi obsahujúcimi fúzny proteín podobný protilátke, pričom doména viazania protilátky smeruje von. Takú fágovú displejovú knižnicu možno teraz použiť na izoláciu fágu, ktorý obsahuje požadovaný fragment protilátky a ktorý sa viaže špecificky na istý antigén. Každý fág izolovaný takýmto spôsobom produkuje monoklonálny polypeptid viažuci antigén, ktorý zodpovedá monoklonálnej protilátke. Gény pre miesto viazania antigénu, ktoré sú jedinečné pre každý fág, možno izolovať z fágovej DNA a použiť na skonštruovanie kompletných protilátkových génov.In recent years, a so-called bacteriophage display method for producing antibodies has been obtained, which avoids the immune system and various immunizations in the animal. The affinity and specificity of the antibody can be measured in vitro (Winter et al., Ann. Rev. Immunol. 12 (1994), 433-455; Hoogenboom TIBTech vol. 15 (1997), 62-70). Gene segments that contain a sequence that encodes the variable region of antibodies, i. instead of antigen binding, they are fused to bacteriophage coat protein genes. Then, the bacteria are infected with phages that contain such fusion genes. The obtained phage particles are now provided with envelopes containing the antibody-like fusion protein, with the antibody binding domain facing outward. Such a phage display library can now be used to isolate a phage that contains the desired antibody fragment and that binds specifically to a particular antigen. Each phage isolated in this way produces a monoclonal antigen binding polypeptide that corresponds to the monoclonal antibody. Antigen binding site genes that are unique to each phage can be isolated from phage DNA and used to construct complete antibody genes.

V oblasti ochrany plodín sa protilátky používali najmä ako analytické nástroje ex situ na kvalitatívnu a kvantitatívnu detekciu antigénov. Toto zahŕňa detekciu rastlinných zložiek, herbicídov alebo fungicídov v pitnej vode (Sharp a kol. (1991) ACS Symp Ser., 446 (Pestic. Residues Food Saf.) 87-95), vo vzorkách pôdy (WO 9423018) alebo v rastlinách alebo rastlinných orgánoch, a použitie protilátok ako pomocných látok na čistenie viazaných molekúl.In the field of crop protection, antibodies have been used mainly as ex situ analytical tools for the qualitative and quantitative detection of antigens. This includes the detection of plant components, herbicides or fungicides in drinking water (Sharp et al. (1991) ACS Symp Ser., 446 (Pestic. Residues Food Saf.) 87-95), in soil samples (WO 9423018) or in plants or plant organs, and the use of antibodies as adjuvants for the purification of bound molecules.

Produkciu imunoglobulínov v rastlinách prvýkrát opísal Hiatt a kol., Náture, 342 (1989), 76 - 78. Spektrum obsahuje jednoreťazcové protilátky až po multimérne sekrečné protilátky (J. Ma a Mich Hein, 1996, Annuals New York Academy of Sciences, 72 - 81).The production of immunoglobulins in plants was first described by Hiatt et al., Nature, 342 (1989), 76-78. The spectrum contains single chain antibodies to multimeric secretory antibodies (J. Ma and Mich Hein, 1996, Annuals New York Academy of Sciences, 72-72). 81).

Novšie pokusy využívajú protilátky in situ na obranu rastlín proti patogénom, najmä proti vírusovým chorobám, expresiou špecifických protilátok alebo ich častí v rastlinných bunkách, ktoré sú namierené proti proteínom vírusového obalu (Tavladoraki a kol., Náture 366 (1993), 469-472; Voss a kol., Mol. Breeding 1 (1995), 39-50).More recent experiments utilize antibodies in situ to defend plants against pathogens, particularly viral diseases, by expressing specific antibodies or portions thereof in plant cells that target viral envelope proteins (Tavladoraki et al., Nature 366 (1993), 469-472; Voss et al., Mol Breeding 1 (1995), 39-50).

Analogický prístup bol použitý aj na ochranu rastlín proti napadnutiu hlístami (Rosso a kol., Biochem Biophys Res Com, 220 (1996) 255-263). Existujú príklady aplikácie vo farmakológii, kde sa in situ expresia protilátok v rastlinách používa na orálnu imunizáciu (Ma a kol., Science 268 (1995), 716-719; Mason a Arntzen, Tibtech zv. 13 (1996), 388-392). Telu sa poskytujú protilátky vytvorené rastlinou a pochádzajúce z rastlín alebo rastlinných orgánov, ktoré sú vhodné na konzumáciu, cez ústnu dutinu, hrdlo alebo tráviaci trakt, ktoré protilátky spôsobujú účinnú imunitnú ochranu. Navyše sa už v rastlinách exprimovala jednoreťazcová protilátka proti nízkomolekulovému rastlinnému hormónu kyseline abscisovej a pozorovala znížená dostupnosť rastlinných hormónov v dôsledku viazania kyseliny abscisovej v rastline (Artsaenko a kol., The Plánt Journal (1995) 8 (5) 745-750).An analogous approach has also been used to protect plants against nematode attack (Rosso et al., Biochem Biophys Res Com, 220 (1996) 255-263). There are examples of applications in pharmacology where in situ expression of antibodies in plants is used for oral immunization (Ma et al., Science 268 (1995), 716-719; Mason and Arntzen, Tibtech vol. 13 (1996), 388-392) . Provided to the body are antibodies produced by the plant and derived from plants or plant organs that are suitable for consumption through the oral cavity, throat or digestive tract, which antibodies cause effective immune protection. In addition, a single chain antibody against low molecular weight plant hormone abscisic acid was already expressed in plants and observed reduced availability of plant hormones due to plant abscisic acid binding (Artsaenko et al., The Plant Journal (1995) 8 (5) 745-750).

Chemická kontrola húb u agronomický významných plodín vyžaduje použitie vysoko selektívnych fungicídov bez fytotoxických účinkov. Fytotoxický účinok fungicídov môže byť založený napríklad na inhibícií rastu rastliny, zníženej fotosyntéze a v dôsledku toho zníženej úrode. V niektorých prípadoch je však ťažké vyvinúť dostatočne selektívne fungicídy, ktoré možno použiť u všetkých dôležitých veľkoplošných plodín rastlín a ktoré nespôsobujú poškodenie rastliny, ktorá poskytuje úrodu akejkoľvek plodiny. Zavedenie hospodárskych rastlín rezistentných alebo tolerantných voči fungicídom môže prispieť k vyriešeniu tohto problému a môže otvoriť nové využitie fungicídov pri plodinách, kde doposiaľ ošetrenie nebolo možné, alebo bolo možné ale iba pri prijateľných stratách úrody.Chemical control of fungi in agronomically important crops requires the use of highly selective fungicides without phytotoxic effects. The phytotoxic effect of fungicides may be based, for example, on inhibiting plant growth, reduced photosynthesis and, consequently, reduced crop yield. In some cases, however, it is difficult to develop sufficiently selective fungicides that can be used on all important large-scale plant crops and which do not cause damage to the plant that yields the crop of any crop. The introduction of fungicide-resistant or tolerant farm plants can contribute to solving this problem and can open up new uses of fungicides in crops where treatment has so far not been possible or only possible with acceptable crop losses.

Vývoj hospodárskych rastlín odolných voči fungicídom pletivovou kultúrou alebo semenovou mutagenézou a prírodnou selekciou je obmedzený. Na druhej strane fytotoxický účinok musí byť zistiteľný už na úrovni pletivovej kultúry a na druhej strane iba tie rastliny možno manipulovať technikami tkanivových kultúr, kde možno celé rastliny úspešne regenerovať z bunkových kultúr. Navyše po mutagenéze a selekcii môžu hospodárske rastliny vykazovať nežiaduce charakteristiky, ktoré treba znova odstraňovať v niektorých prípadoch opakovaným spätným krížením. Zavedenie rezistencie uskutočňovaním kríženia by bolo tiež obmedzené na rastliny toho istého druhu.The development of fungicide resistant plants by tissue culture or seed mutagenesis and natural selection is limited. On the other hand, the phytotoxic effect must already be detectable at the tissue culture level, and on the other hand only those plants can be manipulated by tissue culture techniques where whole plants can be successfully regenerated from cell cultures. Moreover, after mutagenesis and selection, the crop plants may exhibit undesirable characteristics which need to be removed again in some cases by repeated backcrossing. The introduction of resistance by cross-breeding would also be limited to plants of the same species.

Z vyššie uvedených dôvodov je prístup genetického inžinierstva izolovaním génu kódujúceho rezistenciu a jeho transferom do hospodárskych rastlín cieleným spôsobom lepší ako tradičná metóda šľachtenia rastlín.For the above reasons, the genetic engineering approach by isolating the gene encoding resistance and transferring it to farm plants in a targeted manner is better than the traditional method of plant breeding.

V súčasnosti vývoj hospodárskych rastlín tolerantných voči herbicídom alebo odolných voči herbicídom metódami molekulovej biológie vyžaduje poznanie mechanizmu pôsobenia herbicídu v rastline a toho, že možno nájsť gény poskytujúce odolnosť voči herbicídu. Veľký počet herbicídov, ktoré sa v súčasnosti využívajú komerčne, pôsobí blokovaním kroku biosyntézy enzýmu esenciálnej aminokyseliny, lipidu alebo pigmentu. Toleranciu voči herbicídom možno generovať zmenou génov týchto enzýmov takým spôsobom, že herbicíd sa už nebude môcť viazať, a zavedením týchto zmenených génov do hospodárskych rastlín. Alternatívnym spôsobom je nájdenie analogických enzýmov v prírode, napríklad v mikroorganizmoch, ktoré vykazujú prirodzenú odolnosť voči danému herbicídu. Tento gén zabezpečujúci odolnosť sa z takého mikroorganizmu izoluje, preklonuje na vhodné vektory a potom po úspešnej transformácii sa exprimuje v hospodárskych rastlinách citlivých na herbicíd (WO 96/38567).Currently, the development of herbicide tolerant or herbicide resistant crop plants by molecular biology methods requires knowledge of the mechanism of action of the herbicide in the plant and that genes conferring herbicide resistance can be found. A large number of herbicides currently used commercially act by blocking the essential amino acid, lipid or pigment enzyme biosynthesis step. Herbicide tolerance can be generated by altering the genes of these enzymes in such a way that the herbicide will no longer be able to bind, and by introducing these altered genes into farm plants. An alternative method is to find analogous enzymes in nature, for example in microorganisms that exhibit natural resistance to a given herbicide. This resistance gene is isolated from such a microorganism, cloned into suitable vectors and then, after successful transformation, expressed in herbicide sensitive farm plants (WO 96/38567).

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Cieľom predloženého vynálezu bolo vyvinúť novú, všeobecne použiteľnú metódu genetického inžinierstva na výrobu transgénnych rastlín tolerantných voči fungicídom.It was an object of the present invention to develop a new, generally applicable genetic engineering method for the production of fungicide tolerant transgenic plants.

Zistili sme, že tento cieľ možno prekvapujúco dosiahnuť postupom expresie exogénneho polypeptidu, protilátky alebo častí protilátky s vlastnosťami viazania fungicídu v rastlinách.We have found that this goal can be surprisingly achieved by a process for expressing an exogenous polypeptide, antibody, or antibody portions having fungicide binding properties in plants.

Predložený vynález sa týka predovšetkým produkcie protilátky viažucej fungicíd a klonovania príslušného génu alebo génového fragmentu.In particular, the present invention relates to the production of a fungicide-binding antibody and the cloning of a particular gene or gene fragment.

Prvým krokom je produkcia vhodnej protilátky, ktorá viaže fungicíd. Toto možno medzi iným dosiahnuť imunizáciou stavovcov, vo väčšine prípadov myši, potkana, psa, koňa, osla alebo kozy antigénom. Antigénom v tomto prípade je fungicídne aktívna zlúčenina, ktorá je asociovaná alebo spojená s nosičom vyššej molekulovej hmotnosti, napríklad hovädzí sérový albumín (BSA - bovine sérum albumín), kurací ovalbumín, KLH (keyhole limpet hemocyanine) alebo iné nosiče prostredníctvom funkčnej skupiny. Po opakovanej aplikácii antigénu sa zvyčajnými metódami monitoruje imunitná odpoveď a takto sa izoluje vhodné antisérum. Týmto postupom sa najprv získa polyklonálne sérum, ktoré obsahuje protilátky s rozličnými špecifickosťami. Na cielené použitie in situ je potrebné izolovať génovú sekvenciu, ktorá kóduje jedinú špecifickú monoklonálnu protilátku. Na tento účel je k dispozícii viacero rôznych prístupov. Prvý prístup využíva fúziu buniek produkujúcich protilátku a rakovinových buniek, čím sa získa hybridómová bunková kultúra, ktorá sústavne produkuje protilátky a ktorá nakoniec jednotením získaných klonov vedie k homogénnej bunkovej línii, ktorá produkuje definovanú monoklonálnu protilátku.The first step is to produce a suitable antibody that binds the fungicide. This can be achieved, inter alia, by immunizing vertebrates, in most cases mice, rats, dogs, horses, donkeys or goats with an antigen. The antigen in this case is a fungicidally active compound that is associated with or associated with a higher molecular weight carrier, such as bovine serum albumin (BSA), chicken ovalbumin, keyhole limpet hemocyanine (KLH) or other carriers via a functional group. Upon repeated administration of the antigen, the immune response is monitored by conventional methods to isolate the appropriate antiserum. This procedure first results in polyclonal serum containing antibodies with different specificities. For targeted in situ use, it is necessary to isolate a gene sequence that encodes a single specific monoclonal antibody. A number of different approaches are available for this purpose. The first approach utilizes the fusion of antibody producing cells and cancer cells to obtain a hybridoma cell culture that continually produces antibodies and which ultimately leads to a homogeneous cell line that produces a defined monoclonal antibody by uniting the clones obtained.

cDNA pre protilátku alebo časti protilátky, teda takzvaná jednoreťazcová protilátka (scFv), sa izoluje z takej monoklonálnej bunkovej línie. Tieto sekvencie cDNA možno potom klonovať do expresných kaziet a použiť na funkčnú expresiu v prokaryotických a eukaryotických organizmoch vrátane rastlín.The cDNA for the antibody or antibody portions, i.e. the so-called single chain antibody (scFv), is isolated from such a monoclonal cell line. These cDNA sequences can then be cloned into expression cassettes and used for functional expression in prokaryotic and eukaryotic organisms, including plants.

Alternatívne je možné vyselektovať protilátky prostredníctvom fágových displejových knižníc a tieto protilátky viažu molekuly fungicídu a konvertujú ich katalytický na produkt, ktorý nemá fungicídne vlastnosti. Metódy na získavanie katalytických protilátok sú opísané v Janda a kol., Science 275 (1997) 945-948, Chemical selection for catalysis in combinatorial Antibody libraries; Catalytic Antibodies, 1991, Ciba Foundation Symposium 159, Wiley - Interscience Publication. Klonovanie génu tejto katalytickej protilátky a jeho expresia v rastline môže v zásade tiež viesť k rastline odolnej voči fungicídom.Alternatively, antibodies can be selected through phage display libraries and these antibodies bind the fungicide molecules and convert them catalytically into a product that does not have fungicidal properties. Methods for obtaining catalytic antibodies are described in Janda et al., Science 275 (1997) 945-948, Chemical selection for catalysis in combinatorial Antibody libraries; Catalytic Antibodies, 1991, Ciba Foundation Symposium 159, Wiley-Interscience Publication. Cloning the gene of this catalytic antibody and expressing it in a plant can also, in principle, also lead to a fungicide-resistant plant.

Vynález sa osobitne týka expresných kaziet, ktorých kódovacia sekvencia kóduje polypeptid viažuci fungicíd alebo jeho funkčný ekvivalent, a použitia týchto expresných kaziet na získanie rastliny tolerantnej voči fungicídom. Sekvencia nukleovej kyseliny môže byť napríklad sekvencia DNA alebo sekvencia cDNA. Kódovacie sekvencie, ktoré sú vhodné na zasunutie do expresnej kazety podľa vynálezu, sú napríklad tie, ktoré obsahujú sekvenciu DNA z hybridómovej bunky, ktorá kóduje polypeptid s vlastnosťami viazania fungicídu, a takto poskytujú hostiteľovi rezistenciu voči špecifickým fungicídom.In particular, the invention relates to expression cassettes whose coding sequence encodes a fungicide-binding polypeptide or functional equivalent thereof, and the use of these expression cassettes to obtain a fungicide-tolerant plant. For example, the nucleic acid sequence may be a DNA sequence or a cDNA sequence. For example, coding sequences that are suitable for insertion into an expression cassette of the invention are those which comprise a DNA sequence from a hybridoma cell that encodes a polypeptide having fungicide binding properties, thereby conferring resistance to specific fungicides to the host.

Okrem toho expresné kazety podľa vynálezu obsahujú sekvencie regulačných nukleových kyselín, ktoré riadia expresiu kódovacej sekvencie v hostiteľskej bunke. Vo výhodnom uskutočnení expresná kazeta podľa vynálezu obsahuje na konci 5’ kódovacej sekvencie promótor a na konci 3’ polyadenylačný signál a ak sa hodí, iné regulačné prvky, ktoré sú spojené operatívne s medziľahlou kódovacou sekvenciou pre polypeptid s vlastnosťami viazania fungicídu a/alebo tranzitného peptidu. Operatívne prepojenie sa má chápať vo význame sekvenčného usporiadania promótora, kódovacej sekvencie, terminátora a ak sa hodí aj iných regulačných prvkov takým spôsobom, že každý z regulačných prvkov môže pri exprimovaní kódovacej sekvencie fungovať tak, ako sa plánovalo. Sekvencie výhodné okrem iného na operatívne prepojenie sú cieľové sekvencie na zaručenie subcelulárnej lokalizácie v apoplastoch, v plazmovej membráne, vo vakuole, v plastidoch, do mitochondrií, v endoplazmatickom retikulu (ER), v jadre, v lipozómoch alebo v iných častiach a urýchľovačoch translácie, ako je napríklad vedúca sekvencia konca 5’ z vírusu tabakovej mozaiky (Gallie a kol., Nucl. Acids Res. 15(1987) 8693-8711).In addition, the expression cassettes of the invention comprise regulatory nucleic acid sequences that direct the expression of a coding sequence in a host cell. In a preferred embodiment, the expression cassette of the invention comprises a promoter at the 5 'end of the coding sequence and a polyadenylation signal at the end of the 3' and, if appropriate, other regulatory elements that are operably linked to an intermediate coding sequence for a polypeptide having fungicide and / or transit peptide binding properties. . The operative linkage is to be understood as meaning the sequence arrangement of the promoter, coding sequence, terminator and, if appropriate, other regulatory elements in such a way that each of the regulatory elements can function as intended when expressing the coding sequence. Sequences preferred inter alia for operative linkage are target sequences to ensure subcellular localization in apoplasts, plasma membrane, vacuole, plastids, mitochondria, endoplasmic reticulum (ER), nucleus, liposomes or other parts, and translation accelerators, such as the tobacco mosaic virus 5 'end leader sequence (Gallie et al., Nucl. Acids Res. 15 (1987) 8693-8711).

Vhodnými promótormi expresnej kazety podľa vynálezu sú v zásade akékoľvek promótory schopné riadiť expresiu cudzích génov. Výhodné promótory sú najmä rastlinné promótory alebo promótory pochádzajúce z rastlinných vírusov. Osobitne výhodný je promótor CaMV 35S z vírusu karfiolovej mozaiky (Franck a kol., Celí 21(1980) 285-294). Tento promótor obsahuje rôzne rozpoznávacie sekvencie pre transkripčné efektory, ktoré spolu vedú k permanentnej a konštitučnej expresii zavedeného génu (Benfey a kol., EMBO J. 8 (1989) 21952202).Suitable promoters of the expression cassette of the invention are essentially any promoters capable of directing the expression of foreign genes. Preferred promoters are in particular plant promoters or promoters derived from plant viruses. The CaMV 35S promoter from cauliflower mosaic virus is particularly preferred (Franck et al., Cell 21 (1980) 285-294). This promoter contains various recognition sequences for transcriptional effectors that together result in permanent and constitutive expression of the introduced gene (Benfey et al., EMBO J. 8 (1989) 21952202).

Expresná kazeta podľa vynálezu môže obsahovať aj chemicky indukovateľný promótor, pomocou ktorého možno kontrolovať expresiu exogénneho polypeptidu v rastline v určitom čase. Medzi inými možno použiť promótory opísané v literatúre, napríklad promótor PRP1 (Ward a kol., Plánt. Mol. Biol. 22 (1993), 361-366), promótor, ktorý je indukovateľný kyselinou salicylovou (WO 95/1919443), promótor, ktorý je indukovateľný benzénsulfónamidom (EP 388186), promótor, ktorý je indukovateľný kyselinou abscisovou (EP335528), alebo promótor, ktorý je indukovateľný etanolom alebo cyklohexanónom (WO9321334).The expression cassette of the invention may also contain a chemically inducible promoter by which the expression of an exogenous polypeptide in a plant at a particular time can be controlled. Among others, promoters described in the literature may be used, for example the PRP1 promoter (Ward et al., Plant. Mol. Biol. 22 (1993), 361-366), a salicylic acid-inducible promoter (WO 95/1919443), which is inducible by benzenesulfonamide (EP 388186), a promoter which is inducible by abscisic acid (EP335528), or a promoter which is inducible by ethanol or cyclohexanone (WO9321334).

Ďalšími promótormi, ktoré sú osobitne výhodné, sú tie, ktoré zaručujú expresiu v pletivách alebo rastlinných orgánoch, v ktorých prebieha fýtotoxická fungicídna aktivita. Promótory, ktoré zaručujú expresiu špecifickú pre listy, si zaslúžia osobitnú zmienku. Treba spomenúť zemiakový cytosolický FBPase promótor alebo zemiakový ST-LSI promótor (Stockhaus a kol., EMBO J. 8 (1989) 2445-245).Other promoters which are particularly preferred are those which guarantee expression in tissues or plant organs in which phytotoxic fungicidal activity takes place. Promoters that guarantee leaf specific expression deserve special mention. Mention may be made of the potato cytosolic FBPase promoter or the potato ST-LSI promoter (Stockhaus et al., EMBO J. 8 (1989) 2445-245).

Stabilná expresia jednoreťazcových protilátok, ktorá predstavovala až 0,67 % celkového rozpustného semenového proteínu v semenách transgénnych tabakových rastlín, sa umožnila pomocou promótora špecifického pre semená (Fiedler a Conrad, Bio/Technology 10(1995), 1090-1094). Keďže expresia môže byť možná aj v semenách, ktoré boli vysiate, alebo ktoré práve klíčia, a môže byť žiaduca na účely predloženého vynálezu, také promótory špecifické pre klíčenie a pre semená sú tiež regulačné prvky, ktoré sú podľa vynálezu výhodné. Expresná kazeta podľa vynálezu môže preto obsahovať napríklad promótor špecifický pre semená (s výhodou USP alebo LEB4 promótor), LEB4 signálový peptid, gén, ktorý sa má exprimovať, a ER retenčný signál. Konštrukcia kazety je priblížená na príklade vo forme diagramu na obrázku 1 týkajúcom sa jednoreťazcovej protilátky (scFv gén).Stable expression of single chain antibodies, which represented up to 0.67% of total soluble seed protein in the seeds of transgenic tobacco plants, was made possible by the seed-specific promoter (Fiedler and Conrad, Bio / Technology 10 (1995), 1090-1094). Since expression may also be possible in seeds that have been sown or that are germinating and may be desirable for the purposes of the present invention, such germination-specific and seed-specific promoters are also regulatory elements that are preferred according to the invention. The expression cassette of the invention may therefore comprise, for example, a seed-specific promoter (preferably a USP or LEB4 promoter), an LEB4 signal peptide, a gene to be expressed, and an ER retention signal. The cassette construction is illustrated by way of example in the form of a diagram in Figure 1 relating to a single chain antibody (scFv gene).

Expresná kazeta podľa vynálezu je vyrobená fúzovaním .vhodného promótora s vhodnou polypeptidovou DNA a s výhodou DNA, ktorá kóduje tranzitný peptid špecifický pre chlóroplast a ktorá je zasunutá medzi promótor a poíypeptidovú DNA, a polyadenylačného signálu pomocou zvyčajných techník rekombinácie a klonovania, ktoré sú opísané napríklad v T. Maniatis, E. F. Fritsch a J. Sambrook, Molecular Cloning: A Laboratory manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) a tiež v T. J. Silhavy, M. L. Berman a L. W. Enquist, Experimente with Gene Fusions, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1984) a v Ausubel, F. M. a kol., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Assoc. and Wiley-lnterscience (1987).The expression cassette of the invention is made by fusing a suitable promoter with a suitable polypeptide DNA, and preferably DNA, that encodes a chloroplast-specific transit peptide and which is inserted between the promoter and the polypeptide DNA and a polyadenylation signal using conventional recombination and cloning techniques as described, for example T. Maniatis, EF Fritsch and J. Sambrook, Molecular Cloning: Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1989) and also in TJ Silhavy, ML Berman and LW Enquist, Experimente with Gene Fusions, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY (1984) and Ausubel, FM et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Assoc. and Wiley-Interscience (1987).

Osobitne výhodné sú sekvencie, ktoré umožňujú zacielenie do apoplastu, plastidu, vakuoly, plazmatickej membrány, mitochondrie, endoplazmatického retikula (ER) alebo pri neprítomnosti vhodných operačných sekvencií rezidenciu v priestore vzniku, konkrétne cytosolu (Kermode, Crit. Rev. Plánt Sci. 15, 4 (1996),Particularly preferred are sequences that allow targeting to apoplast, plastid, vacuole, plasma membrane, mitochondria, endoplasmic reticulum (ER) or, in the absence of appropriate operative sequences, residence at the site of origin, particularly cytosol (Kermode, Crit. Rev. Plant Sci. 15, 4 (1996)

KThe

285-423). Lokalizácia v ER a bunkovej stene sa ukázala ako osobitne prínosná pre kvantitatívnu akumuláciu proteínu v transgénnych rastlinách (Schouten a kol. , Plánt Mol. Biol. 30 (1996), 781-792; Artsaenko a kol., Plánt J. 8 (1995) 745-750).285-423). Localization in the ER and cell wall has been shown to be particularly beneficial for quantitative protein accumulation in transgenic plants (Schouten et al., Plant Mol. Biol. 30 (1996), 781-792; Artsaenko et al., Plant J. 8 (1995) 745-750).

Vynález sa týka aj expresných kaziet, ktorých kódovacia sekvencia kóduje fúzny proteín viažuci fungicíd, pričom časť fúzneho proteínu je tranzitný proteín, ktorý riadi translokáciu polypeptidu. Osobitne výhodné sú tranzitné peptidy špecifické pre chloroplast, ktoré sa štiepia enzymaticky z polypeptidového zoskupenia viažuceho fungicíd po translokácii polypeptidu viažuceho fungicíd do chloroplastov rastliny. Osobitne výhodný je tranzitný peptid odvodený ód plastidovej transketolázy (TK) alebo funkčný ekvivalent tohto tranzitného peptidu (napríklad tranzitný peptid malej podjednotky Rubiscovej alebo ferredoxínovej NADP oxidoreduktázy).The invention also relates to expression cassettes whose coding sequence encodes a fungicide-binding fusion protein, wherein part of the fusion protein is a transit protein that directs the translocation of the polypeptide. Particularly preferred are chloroplast-specific transit peptides that are cleaved enzymatically from the fungicide-binding polypeptide moiety upon translocation of the fungicide-binding polypeptide to the plant chloroplasts. Especially preferred is a transit peptide derived from an plastid transketolase (TK) or a functional equivalent of the transit peptide (for example, a small peptide subunit of Rubisc or ferredoxin NADP oxidoreductase).

Polypeptidová DNA alebo polypeptidová cDNA potrebná na produkciu expresných kaziet podľa vynálezu sa s výhodou amplifikuje pomocou polymerázovej reťazovej reakcie (PCR). Metódy amplifikácie DNA pomocou PCR sú známe napríklad z Innis a kol., PCR Protocols, A Guide to Methods and Applications, Academic Press (1990). DNA fragmenty vyprodukované pomocou PCR možno vhodne skontrolovať sekvenčnou analýzou, aby sa zabránilo polymerázovým chybám v konštruktoch, ktoré sa majú exprimovať.Preferably, the polypeptide DNA or polypeptide cDNA required to produce the expression cassettes of the invention is amplified by polymerase chain reaction (PCR). Methods for amplifying DNA by PCR are known, for example, from Innis et al., PCR Protocols, A Guide to Methods and Applications, Academic Press (1990). DNA fragments produced by PCR can be suitably checked by sequence analysis to avoid polymerase errors in the constructs to be expressed.

Vložená nukleotidová sekvencia, ktorá kóduje polypeptid viažuci fungicíd, sa dá pripraviť synteticky alebo získať prirodzene, alebo môže obsahovať zmes komponentov syntetickej a prírodnej DNA. Vo všeobecnosti sa pripravujú syntetické nukleotidové sekvencie s kodónmi, ktoré sú výhodné pre rastliny. Tieto kodóny, ktoré sú výhodné pre rastliny, možno určiť z kodónov, ktorých proteíny sú najfrekventovanejšie, a ktoré sa exprimujú vo väčšine zaujímavých rastlinných druhov. Pri príprave expresnej kazety možno manipulovať rôznymi fragmentmi DNA, aby sa získala nukleotidová sekvencia, ktorá sa vhodne číta v správnom zmysle, a ktorá je vybavená správnym čítacím rámcom. Na vzájomné spojenie fragmentov DNA možno k fragmentom pridať adaptéry alebo linkery.The inserted nucleotide sequence, which encodes a fungicide-binding polypeptide, can be prepared synthetically or naturally, or it can contain a mixture of synthetic and natural DNA components. In general, synthetic nucleotide sequences with codons that are preferred for plants are prepared. These codons, which are preferred for plants, can be determined from codons whose proteins are most frequent and which are expressed in most of the plant species of interest. In preparing the expression cassette, various DNA fragments can be manipulated to obtain a nucleotide sequence that is read appropriately in the correct sense and which is provided with the correct reading frame. Adapters or linkers can be added to the DNA fragments to join together.

Oblasti promótora a terminátora podľa vynálezu by mali byť s výhodou vybavené v zmysle transkripcie linkerom alebo polylinkerom obsahujúcim jedno alebo viacero reštrikčných miest na zasunutie tejto sekvencie. Linker má spravidla 1 až 10, obyčajne 1 až 8, s výhodou 2 až 6 reštrikčných miest. V regulačných oblastiach má linker vo všeobecnosti veľkosť do 100 bp, často menej ako 60 bp, ale najmenej 5 bp. Promótor podľa vynálezu môže byť buď natívny alebo homologický alebo aj cudzí alebo heterologický voči hostiteľskej rastline. Expresná kazeta podľa vynálezu obsahuje - v zmysle transkripcie z konca 5’ po koniec 3’ promótor podľa vynálezu, akúkoľvek požadovanú sekvenciu a oblasť na transkripčnú termináciu. Rôzne terminačné oblasti sú vzájomne zameniteľné podľa potreby.The promoter and terminator regions of the invention should preferably be provided with a linker or polylinker containing one or more restriction sites for insertion of the sequence for transcription. The linker typically has 1 to 10, usually 1 to 8, preferably 2 to 6, restriction sites. In regulatory areas, the linker is generally up to 100 bp, often less than 60 bp, but at least 5 bp. The promoter of the invention may be either native or homologous or even foreign or heterologous to the host plant. The expression cassette according to the invention comprises - in terms of transcription from the end 5 'to the end 3' of the promoter of the invention any desired sequence and region for transcription termination. The different termination regions are interchangeable as needed.

Navyše možno použiť manipulácie, ktoré poskytujú vhodné reštrikčné miesta, alebo ktoré odstraňujú nadbytočnú DNA alebo reštrikčné miesta. Tam, kde sú možné vloženia, delécie alebo substitúcie, napríklad tranzície alebo transverzie, možno použiť in vitro mutagenézu, “primérovú opravu, reštrikciu alebo ligáciu. V prípade vhodných manipulácií, ako je napríklad reštrikcia, “chewing-back” alebo vypĺňanie projekcií pre “tupé konce, možno zabezpečiť komplementárne konce fragmentov na účely ligácie.In addition, manipulations that provide suitable restriction sites or that remove excess DNA or restriction sites can be used. Where insertions, deletions or substitutions are possible, for example, transitions or transversions, in vitro mutagenesis, primer repair, restriction, or ligation may be used. In the case of appropriate manipulations such as restriction, chewing-back, or filling of blunt-end projections, complementary ends of the fragments can be provided for ligation purposes.

Osobitne dôležité pre úspech podľa vynálezu je pripojenie špecifického ER retenčného signálu SEKDEL (Schuoten, A. a kol. Plánt Mol. Biol. 30 (1996), 781 792), ktorým sa priemerná hladina expresie strojnásobí až zoštvornásobí. Ďalšie retenčné signály, ktoré sa vyskytujú prirodzene v rastlinných a zvieracích proteínoch, ktoré sa nachádzajú v ER, možno tiež použiť na konštrukciu kazety.Of particular importance for the success of the invention is the attachment of a specific ER retention signal by SEKDEL (Schuoten, A. et al. Plant Mol. Biol. 30 (1996), 781 792), by which the average expression level is tripled to quadrupled. Other retention signals that occur naturally in plant and animal proteins found in the ER can also be used to construct the cassette.

Výhodnými polyadenylačnými signálmi sú rastlinné polyadenylačné signály, s výhodou tie, ktoré v zásade zodpovedajú polyadenylačným signálom T-DNA z Agrobacterium tumefaciens, najmä gén 3 z T-DNA (oktopín syntáza) z Ti plazmidu pTiACH5 (Gielen a kol., EMBO J. 3 (1984) 835 et seq.) alebo funkčné ekvivalenty.Preferred polyadenylation signals are plant polyadenylation signals, preferably those which essentially correspond to T-DNA polyadenylation signals from Agrobacterium tumefaciens, in particular T-DNA gene 3 (octopine synthase) from Ti plasmid pTiACH5 (Gielen et al., EMBO J. 3 (1984) 835 et seq.) Or functional equivalents.

Expresná kazeta podľa vynálezu môže obsahovať napríklad konštitučný promótor (s výhodou CaMV 35 S promótor), signálový peptid LeB4, gén, ktorý sa má exprimovať a ER retenčný signál. Konštrukcia kazety je zobrazená ako diagram na obrázku 2 týkajúcom sa jednoreťazcovej protilátky (scFv gén). Ako ER retenčný signál sa s výhodou používa aminokyselinová sekvencia KDEL (lyzín, kyselina asparágová, kyselina glutámová, leucín).For example, the expression cassette of the invention may comprise a constitutive promoter (preferably the CaMV 35 S promoter), a LeB4 signal peptide, a gene to be expressed, and an ER retention signal. The cassette structure is shown as a diagram in Figure 2 relating to a single chain antibody (scFv gene). Preferably, the KDEL amino acid sequence (lysine, aspartic acid, glutamic acid, leucine) is used as the ER retention signal.

Fúzovaná expresná kazeta, ktorá kóduje polypeptid s vlastnosťami viazania fungicídu, sa s výhodou klonuje do vektora, napríklad pBin19, ktorý je vhodný na transformovanie Agrobacterium tumefaciens. Agrobaktérie, ktoré sú transformované takým vektorom, možno potom použiť známym spôsobom na transformovanie rastlín, najmä hospodárskych rastlín, napr. tabakových rastlín, napríklad ponáraním poranených listov alebo častí listov v roztoku Agrobacteria a potom ich kultiváciou vo vhodnom médiu. Transformácia rastlín pomocou Agrobacteria je známa medzi inými z F. F. White, Vectors for Gene Transfer in Higher Plants; in Transgenic Plants, zv. 1, Engineering and Utilization, redigovali S. D. Kung a R. Wu, Academic Press, 1993, s. 15-38, a z S. B. Gelvin, Molecular Genetics of T-DNA Transfer from Agrobacterium to Plants, tiež v Transgenic Plants, s. 49-78. Transgénne rastliny možno regenerovať z transformovaných buniek poranených listov alebo častí listov známym spôsobom a tieto transgénne rastliny obsahujú gén na expresiu polypeptidu s vlastnosťami viazania fungicídu integrovaný do expresnej kazety podľa vynálezu.The fused expression cassette that encodes a polypeptide having fungicide binding properties is preferably cloned into a vector, for example pBin19, which is suitable for transforming Agrobacterium tumefaciens. Agrobacteria that are transformed with such a vector can then be used in a known manner to transform plants, especially livestock plants, e.g. tobacco plants, for example by dipping wounded leaves or leaf parts in Agrobacteria solution and then culturing them in a suitable medium. Transformation of plants by Agrobacteria is known among others from F.F. White, Vectors for Gene Transfer in Higher Plants; in Transgenic Plants, Vol. 1, Engineering and Utilization, edited by S. D. Kung and R. Wu, Academic Press, 1993, p. 15-38, and S. B. Gelvin, Molecular Genetics of T-DNA Transfer from Agrobacterium to Plants, also in Transgenic Plants, p. 49-78. Transgenic plants can be regenerated from transformed cells of injured leaves or leaf portions in a known manner, and these transgenic plants comprise a gene for expressing a fungicide-binding polypeptide integrated into an expression cassette of the invention.

Aby sa transformovala hostiteľská rastlina s DNA kódujúcou polypeptid viažuci fungicíd, expresná kazeta podľa vynálezu sa zapojí ako vložka do rekombinantného vektora, ktorého vektorová DNA obsahuje dodatočné funkčné regulačné signály, napríklad sekvencie na replikáciu alebo integráciu. Vhodné vektory sú opísané medzi iným v “Methods in Plánt Molecular Biology and Biotechnology” (CRC Press), kapitola 6/7, s. 71-119 (1993).In order to transform a host plant with DNA encoding a fungicide-binding polypeptide, the expression cassette of the invention is inserted as an insert into a recombinant vector whose vector DNA contains additional functional regulatory signals, for example, replication or integration sequences. Suitable vectors are described, inter alia, in "Methods in Plant Molecular Biology and Biotechnology" (CRC Press), Chapter 6/7, p. 71-119 (1993).

Pomocou vyššie uvedených rekombinačných a klonovacích techník možno klonovať expresné kazety podľa vynálezu do vhodných vektorov, ktoré im umožnia multiplikáciu, napríklad v E. coli. Vhodnými klonovacími vektormi sú medzi inými pBR332, séria pUC, séria M13mp a pACYC184. Osobitne vhodné sú binárne vektory, ktoré sa môžu replikovať v E. coli aj v agrobaktériách, napríklad pBin19 (Bevan a kol. (1980) Nucl. Acids Res. 12, 8711).Using the above recombinant and cloning techniques, the expression cassettes of the invention can be cloned into suitable vectors that allow them to multiply, for example in E. coli. Suitable cloning vectors include, but are not limited to, pBR332, the pUC series, the M13mp series, and pACYC184. Particularly suitable are binary vectors that can replicate in both E. coli and agrobacteria, for example pBin19 (Bevan et al. (1980) Nucl. Acids Res. 12, 8711).

Vynález sa ďalej týka použitia expresnej kazety podľa vynálezu na transformáciu rastlín, rastlinných buniek, rastlinných pletív alebo rastlinných orgánov. Výhodným cieľom pri použití je sprostredkovanie rezistencie voči fytotoxicky aktívnym fungicídom.The invention further relates to the use of an expression cassette according to the invention for the transformation of plants, plant cells, plant tissues or plant organs. A preferred target in use is to mediate resistance to phytotoxically active fungicides.

V závislosti od výberu promótora môže expresia prebehnúť špecificky v listoch, v semenách alebo v iných rastlinných orgánoch. Také transgénne rastliny, ich propagačný materiál a ich rastlinné bunky, rastlinné pletivá alebo rastlinné orgány sú ďalším predmetom predloženého vynálezu.Depending on the choice of promoter, expression may occur specifically in leaves, seeds or other plant organs. Such transgenic plants, their propagation material and their plant cells, plant tissues or plant organs are a further object of the present invention.

Transfer cudzích génov do genómu rastliny sa nazýva transformácia. V tomto procese sa používajú vyššie opísané metódy transformácie a regenerácie rastlín z rastlinných pletív alebo rastlinných buniek na prechodnú alebo stabilnú transformáciu. Vhodnými metódami sú protoplastová transformácia poyletyléngylokolom indukovanou absorpciou DNA, biolistický prístup pomocou génovej pušky, elektroporácia, inkubácia suchých embryí v roztoku obsahujúcom DNA, mikroinjekcia a agrobaktériou sprostredkovaný génový transfer. Spomenuté metódy sú opísané napríklad v B. Jenes a kol., Techniques for Gene Transfer, in: Transgenic Plants, zv. 1, Engineering and Utilization, redaktori: S. D. Kung a R. Wu, Academic Press (1993) 128-143 a v Potrykus, Annu. Rev. Plánt Physiol. Plánt Molec. Biol. 42 (1991) 205-225). Konštrukt, ktorý sa má exprimovať, sa s výhodou klonuje do vektora, ktorý je vhodný na transformáciu Agrobacterium tumefaciens, napríklad pBin19 (Bevan a kol., Nucl. Acids Res. 12 (1984) 8711).The transfer of foreign genes into the genome of a plant is called transformation. In this process, the above-described methods of transforming and regenerating plants from plant tissues or plant cells to transient or stable transformation are used. Suitable methods are protoplast transformation of poylethylene glycol induced DNA uptake, a biolistic approach using a gene rifle, electroporation, incubation of dry embryos in a DNA-containing solution, microinjection and agrobacterium-mediated gene transfer. Said methods are described, for example, in B. Jenes et al., Techniques for Gene Transfer, in: Transgenic Plants, Vol. 1, Engineering and Utilization, editors: S. D. Kung and R. Wu, Academic Press (1993) 128-143, and in Potrykus, Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Molec. Biol. 42 (1991) 205-225. The construct to be expressed is preferably cloned into a vector suitable for the transformation of Agrobacterium tumefaciens, for example pBin19 (Bevan et al., Nucl. Acids Res. 12 (1984) 8711).

Agrobaktérie, ktoré boli transformované expresnou kazetou podľa vynálezu, možno potom použiť známym spôsobom na transformovanie rastlín, najmä hospodárskych rastlín ako sú obilniny, kukurica, sója, ryža, bavlna, cukrová repa, repka, slnečnica, lán, zemiak, tabak, rajčina, repka olejná, ďatelina, šalát a rôzne stromové, orechové a druhy Vitís, napríklad káva, ovocné stromy ako jablone, hrušky alebo čerešne, orechové stromy ako vlašský orech alebo pekan a najmä vinič, napríklad ponáraním poranených listov alebo častí listov do agrobakteriálneho roztoku a potom ich kultiváciou vo vhodnom médiu.The agrobacteria which have been transformed with the expression cassette according to the invention can then be used in a known manner for transforming plants, in particular livestock plants such as cereals, corn, soybeans, rice, cotton, sugar beet, rape, sunflower, rope, potato, tobacco, tomato, rape oilseed, clover, lettuce and various tree, walnut and Vitis species, for example coffee, fruit trees such as apple trees, pears or cherries, walnut trees such as walnut or pecan, and especially vines, for example by dipping injured leaves or leaf parts into an agrobacterial solution and then by cultivation in a suitable medium.

Funkčne ekvivalentné sekvencie, ktoré kódujú polypeptid viažuci fungicíd, sú podľa vynálezu tie sekvencie, ktoré ešte majú požadované funkcie napriek rozdielnej nukleotidovej sekvencii. Funkčné ekvivalenty teda zahŕňajú prirodzene sa vyskytujúce varianty tu opísaných sekvencii a tiež umelé nukleotidové sekvencie, napríklad umelé nukleotidové sekvencie, ktoré sa získali chemickou syntézou a sú prispôsobené kodónovému použitiu rastliny.Functionally equivalent sequences that encode a fungicide-binding polypeptide are, according to the invention, those sequences that still have the desired functions despite different nucleotide sequences. Thus, functional equivalents include naturally occurring variants of the sequences described herein as well as artificial nucleotide sequences, for example, artificial nucleotide sequences that have been obtained by chemical synthesis and are adapted to the codon usage of the plant.

Funkčný ekvivalent sa má chápať najmä ako prírodná alebo umelá mutácia pôvodne izolovanej sekvencie, ktorá kóduje polypeptid viažuci fungicíd, ktorá mutácia naďalej vykazuje požadovanú funkciu. Mutácie zahŕňajú substitúcie, adície, delécie, výmeny alebo vloženia jedného alebo viacerých nukleotidových zvyškov. Predložený vynález teda zahŕňa aj tie nukleotidové sekvencie, ktoré sa získajú modifikáciou tejto nukleotidovej sekvencie. Účelom takej modifikácie môže byť napríklad ďalšie obmedzenie tam obsiahnutej kódujúcej sekvencie, alebo napríklad vloženie ďalších miest štiepenia pre reštrikčné enzýmy.In particular, a functional equivalent is to be understood as a natural or artificial mutation of the originally isolated sequence that encodes a fungicide-binding polypeptide that continues to exhibit the desired function. Mutations include substitutions, additions, deletions, exchanges, or insertions of one or more nucleotide residues. Accordingly, the present invention also encompasses those nucleotide sequences that are obtained by modifying the nucleotide sequence. The purpose of such a modification may be, for example, to further limit the coding sequence contained therein, or, for example, to introduce additional restriction enzyme cleavage sites.

Ďalšími funkčnými ekvivalentmi sú tie varianty, ktorých funkcia je menej alebo viac výrazná v porovnaní s východiskovým génom alebo génovým fragmentom.Other functional equivalents are those variants whose function is less or more pronounced in comparison to the starting gene or gene fragment.

Umelé sekvencie DNA sú navyše vhodné, pokiaľ sprostredkujú žiadanú toleranciu voči fungicídom s cieľom zabránenia fýtotoxickým účinkom na hospodárske rastliny, ako je opísané vyššie. Také umelé sekvencie DNA možno identifikovať napríklad spätnou transláciou proteínov, ktoré majú aktivitu viazania fungicídu a ktoré boli skonštruované pomocou molekulového modelovania alebo in vitro výberom. Osobitne vhodné sú kódovacie sekvencie DNA, ktoré sa získali spätnou transláciou polypeptidovej sekvencie v súlade s využitím kodónu, ktorý je špecifický pre hostiteľskú rastlinu. Špecifické využitie kodónu môže ľahko určiť odborník s poznatkami z metód rastlinnej genetiky pomocou vyhodnocovania počítačom iných, známych génov rastliny, ktorá sa má transformovať.In addition, artificial DNA sequences are useful as long as they mediate the desired tolerance to fungicides in order to prevent phytotoxic effects on crop plants as described above. Such artificial DNA sequences can be identified, for example, by back-translation of proteins having fungicide binding activity and which have been constructed by molecular modeling or by in vitro selection. Particularly suitable are DNA coding sequences which are obtained by back-translation of a polypeptide sequence in accordance with the use of a host plant-specific codon. The specific use of the codon can be readily determined by one skilled in the art of plant genetics by computer evaluation of other known genes of the plant to be transformed.

Ďalšie vhodné ekvivalentné sekvencie nukleovej kyseliny podľa vynálezu, ktoré treba spomenúť, sú sekvencie, ktoré kódujú fúzne proteíny, kde časť fúzneho proteínu je polypeptid viažuci fungicíd nie rastlinného pôvodu alebo jeho funkčne ekvivalentná časť. Napríklad druhá časť fúzneho proteínu môže byť ďalší polypeptid s enzýmovou aktivitou, alebo antigénna polypeptidová sekvencia, pomocou ktorej je možná detekcia expresie scFvs (napríklad myc-prívesok alebo his-prívesok). S výhodou je však polypeptid s vlastnosťami viazania fungicídu na požadované miesto pôsobenia smerovaný regulačnou proteínovou sekvenciou, napríklad signálnym alebo tranzitným peptidom.Other suitable equivalent nucleic acid sequences of the invention to be mentioned are those that encode fusion proteins, wherein the portion of the fusion protein is a non-plant fungicide-binding polypeptide or a functionally equivalent portion thereof. For example, the second portion of the fusion protein may be another polypeptide with enzymatic activity, or an antigenic polypeptide sequence by which the expression of scFvs (e.g., myc tag or his tag) can be detected. Preferably, however, the polypeptide having fungicide binding properties at the desired site of action is directed by a regulatory protein sequence, for example, a signal or transit peptide.

Vynález sa však týka aj produktov expresie získaných podľa vynálezu a fýznych proteínov tranzitného peptidu a polypeptidu s vlastnosťami viazania fungicídu.However, the invention also relates to the expression products obtained according to the invention and to the fusion proteins of the transit peptide and polypeptide having fungicide-binding properties.

Rezistencia alebo tolerancia pre účely predloženého vynálezu znamená umelo získanú schopnosť rastlín odolávať pôsobeniu fungicídov s fytotoxickou aktivitou. Zahŕňa čiastočnú a najmä úplnú necitlivosť voči týmto inhibítorom v priebehu aspoň jednej generácie rastliny.Resistance or tolerance for the purposes of the present invention means the artificially acquired ability of plants to resist the action of fungicides with phytotoxic activity. It involves partial and especially complete insensitivity to these inhibitors during at least one generation of the plant.

Fytotoxickým miestom pôsobenia fungicídov je vo všeobecnosti pletivo listov, takže listovo špecifická expresia exogénneho polypeptidu viažuceho fungicíd dokáže poskytnúť dostatočnú ochranu. Je však pochopiteľné, že fytotoxické pôsobenie fungicídu nemusí byť obmedzené na pletivo listu, ale môže sa uskutočňovať vo všetkých ostatných orgánoch rastliny pletivovo špecifickým spôsobom.The phytotoxic site of action of fungicides is generally leaf tissue, so that leaf-specific expression of an exogenous fungicide-binding polypeptide can provide sufficient protection. However, it is understood that the phytotoxic action of the fungicide need not be limited to the leaf tissue, but can be carried out in all other organs of the plant in a tissue-specific manner.

Okrem toho je výhodná konštitučná expresia exogénneho polypeptidu viažuceho fungicíd. Na druhej strane môže byť žiaduca aj indukovateľná expresia.In addition, constitutional expression of an exogenous fungicide-binding polypeptide is preferred. On the other hand, inducible expression may also be desirable.

Účinnosť trasgénne exprimovaného polypeptidu s vlastnosťami viazania fungicídu možno určiť napríklad in vitro propagáciou výhonkového meristému v médiu obsahujúcom fungicíd v sériách so striedavými koncentráciami alebo pomocou testov klíčenia semien. Okrem toho fungicídovú toleranciu skúšobnej rastliny, ktorá bola zmenená vzhľadom na typ a úroveň, možno testovať v skleníkových experimentoch.The efficacy of a transgenically expressed polypeptide with fungicide binding properties can be determined, for example, by in vitro propagation of shoot meristem in a fungicide-containing medium in alternating concentration series or by seed germination assays. In addition, the fungicide tolerance of the test plant, which has been altered with respect to type and level, can be tested in greenhouse experiments.

Vynález sa ďalej týka transgénnych rastlín transformovaných expresnou kazetou podľa vynálezu a transgénnych buniek, pletív, orgánov a propagačného materiálu takých rastlín. Osobitne výhodné sú transgénne hospodárske rastliny, napríklad obilniny, kukurinca, sója, ryža, bavlna, cukrová repa, kanola, slnečnica, ľan, zemiak, tabak, rajčiak, repka olejná, ďatelina, šalát a rôzne krovinové, stromové, orechové a Vitis druhy, napríklad káva, ovocné stromy ako jablone, hrušky alebo čerešne, orechové stromy ako vlašský orech alebo pekan, a najmä vinič.The invention further relates to transgenic plants transformed with the expression cassette of the invention and to transgenic cells, tissues, organs and propagation material of such plants. Particularly preferred are transgenic farm plants, for example cereals, corn, soybeans, rice, cotton, sugar beet, canola, sunflower, flax, potato, tobacco, tomato, oilseed rape, clover, lettuce and various scrub, tree, nut and Vitis species, for example coffee, fruit trees such as apple trees, pears or cherries, walnut trees such as walnut or pecan, and especially vine.

Transgénne rastliny, rastlinné bunky, rastlinné pletivá alebo rastlinné orgány možno ošetriť fungicídom s fytotoxickým pôsobením, ktorý inhibuje rastlinné enzýmy, pričom rastliny, rastlinné bunky, rastlinné pletivá alebo rastlinné orgány, ktoré neboli transformované, úspešne odumrú alebo sa poškodia. Príkladmi vhodných účinných látok sú strobiluríny, konkrétne metyl metoxyimino-a-(o15 tolyloxy)-o-tolylacetát (BAS 490F) a metabolity a funkčné deriváty týchto zlúčenín. DNA, ktorá kóduje polypeptid s vlastnosťami viazania fungicídu a ktorá bola vložená do expresných kaziet podľa vynálezu, sa takto dá použiť ako selekčný marker.Transgenic plants, plant cells, plant tissues or plant organs can be treated with a fungicide with a phytotoxic action that inhibits plant enzymes, wherein plants, plant cells, plant tissues or plant organs that have not been transformed, successfully die or are damaged. Examples of suitable active ingredients are strobilurins, in particular methyl methoxyimino-α- (15 15 tolyloxy) -o-tolylacetate (BAS 490F), and metabolites and functional derivatives of these compounds. DNA which encodes a polypeptide having fungicide binding properties and which has been inserted into expression cassettes according to the invention can thus be used as a selectable marker.

Predložený vynález má výhodu, najmä v prípade hospodárskych rastlín, že po indukovaní vybranej rezistencie hospodárskej rastliny voči fungicídom s fytotoxickou aktivitou možno také fungicídy použiť pri týchto plodinách na kontrolu škodlivých húb, dokonca aj pri vyššej miere aplikácie, ktorá by inak viedla k poškodeniu rastlín. Ako príklady takých fungicídov s fytotoxickou aktivitou možno bez obmedzenia rozsahu vynálezu uviesť herbicídne zlúčeniny z nasledujúcich skupín:The present invention has the advantage, especially in the case of livestock plants, that after inducing selected resistance of the livestock plant to fungicides with phytotoxic activity, such fungicides can be used in these crops to control harmful fungi, even at higher rates of application that otherwise would lead to plant damage. Examples of such fungicides with phytotoxic activity include, but are not limited to, herbicidal compounds of the following groups:

• síra, ditiokarbamáty a ich deriváty, napríklad dimetylditiokarbamát železitý, dimetylditiokarbamát zinočnatý, etylénbisditiokarbamát zinočnatý, etylénbisitiokarbamát mangánatý, etyléndiamínbisditiokarbamát horečnato zinočnatý, tetrametyltiuram disulfidy, ammónny komplex (Ν,Ν-etylénbisditiokarbamátu) zinočnatého, amónny komplex (Ν,Ν’-propylénbisditiokarbamátu) zinočnatého, (Ν,Ν’-propylénbisditiokarbamát) zinočnatý, N,N’-polypropylénbis(tiokarbamoyljdisulfid;• sulfur, dithiocarbamates and their derivatives, such as ferric dimethyldithiocarbamate, zinc dimethyldithiocarbamate, zinc ethylenebisdithiocarbamate, etylénbisitiokarbamát manganese ethylenebisdithiocarbamate, manganese, zinc, tetramethylthiuram disulfides, ammonia complex (Ν, Ν-ethylenebisdithiocarbamate), zinc ammonia complex (Ν, Ν'-propylenebisdithiocarbamate), zinc Zinc (Ν, Ν'-propylene bis-dithiocarbamate), N, N'-polypropylene bis (thiocarbamoyl disulfide;

• nitroderiváty, napríklad dinitro(1-metylheptyl)fenyl krotonát, 2-sec-butyl-4,6dinitrofenyl 3,3-dimetylakrylát, 2-sec-butyl-4,6-dinitrofenyl izopropyl karbonát, diizopropyl 5-nitroizoftalát;Nitro derivatives, for example dinitro (1-methylheptyl) phenyl crotonate, 2-sec-butyl-4,6-dinitrophenyl 3,3-dimethyl acrylate, 2-sec-butyl-4,6-dinitrophenyl isopropyl carbonate, diisopropyl 5-nitroisophthalate;

• heterocyklické látky, napríklad 2-heptadecyl-2-imidazolín acetát, 2,4-dichlór-6(o-chlóranilino)-s-triazín, Ο,Ο-dietyl ftalimidofosfonotioát, 5-amino-1-[bis(dimetylamino)fosfinyl]-3-fenyl-1,2,4-triazol, 2,3-dikyano-1,4-ditioantrachinón, 2-tio-1,3-ditiolo[4,5-b]chinoxalín, metyl 1-(butylkarbamoyl)-2-benzimidazolkarbamát, 2-metoxykarbonylaminobenzimidazol, 2-(2-furyl)benzimidazol, 2-(4tiazolyl)benzimidazol, N-(1,1 ^^-tetrachlóretyltiojtetrahydroftalimid, N-trichlórmetyltiotetrahydroftalimid, N-trichlórmetyltioftalimid, • N-dichlórfluórmetyltio-N’.N'-dimetyl-N-fenylsulfodiamid, 5-etoxy-3-trichlórmetyl-1,2,3-tiadiazol, 2-tiokyanatometyltiobenzotiazol, 1,4-dichlór-2,516 dimetoxybenzén, 4-(2-chlórfenylhydrazono)-3-metyl-5-izoxazolón, pyridín-2tio-1-oxid, 8-hydroxychinolín alebo jeho soľ s meďou, 2,3-dihydro-5karboxanilido-6-metyl-1,4-oxatiín, 2,3-dihydro-5-karboxanilido-6-metyl-1,4oxatiín 4,4-dioxid, 2-metyl-5,6-dihydro-4H-pyrán-3-karboxanilid, 2-metylfuran3-karboxanilid, 2,5-dimetylfurán-3-karboxanilid, 2,4,5-trimetylfurán-3karboxanilid, N-cyklohexyl-2,5-dimetylfurán-3-karboxamid, N-cyklohexyl-Nmetoxy-2,5-dimetylfurán-3-karboxamid, 2-metylbenzanilid, 2-jódbenzanilid, Nformyl-N-morfolín-2,2,2-trichlóretyl acetál, piperazín-1,4-diylbis-1-(2,2,2trichlóretyl)formamid, 1-(3,4-dichlóranilino)-1-formylamino-2,2,2-trichlóretán;Heterocyclic substances, for example 2-heptadecyl-2-imidazoline acetate, 2,4-dichloro-6 (o-chloroanilino) -s-triazine, Ο, Ο-diethyl phthalimidophosphonothioate, 5-amino-1- [bis (dimethylamino) phosphinyl 3-phenyl-1,2,4-triazole, 2,3-dicyano-1,4-dithioanthraquinone, 2-thio-1,3-dithiolo [4,5-b] quinoxaline, methyl 1- (butylcarbamoyl) 2-benzimidazolecarbamate, 2-methoxycarbonylaminobenzimidazole, 2- (2-furyl) benzimidazole, 2- (4-thiazolyl) benzimidazole, N- (1,1'-tetrachloroethylthiothetrahydrophthalimide, N-trichloromethylthiothetrahydrophthalimide, N-trichloromethylthiomethylthio) N-dimethyl-N-phenylsulfodiamide, 5-ethoxy-3-trichloromethyl-1,2,3-thiadiazole, 2-thiocyanatomethylthiobenzothiazole, 1,4-dichloro-2,516 dimethoxybenzene, 4- (2-chlorophenylhydrazono) -3- methyl-5-isoxazolone, pyridine-2-thio-1-oxide, 8-hydroxyquinoline or its copper salt, 2,3-dihydro-5-carboxanilido-6-methyl-1,4-oxathien, 2,3-dihydro-5-carboxanilido 6-methyl-1,4-oxathiin 4,4-dioxide, 2-methyl-5,6-dihydro-4H-pyran-3-carboxanilide, 2-methylfu ran3-carboxanilide, 2,5-dimethylfuran-3-carboxanilide, 2,4,5-trimethylfuran-3-carboxanilide, N-cyclohexyl-2,5-dimethylfuran-3-carboxamide, N-cyclohexyl-Nmethoxy-2,5-dimethylfuran- 3-carboxamide, 2-methylbenzanilide, 2-iodobenzanilide, Nformyl-N-morpholine-2,2,2-trichloroethyl acetal, piperazine-1,4-diylbis-1- (2,2,2-trichloroethyl) formamide, 1- (3 , 4-dichloroanilino) -1-formylamino-2,2,2-trichloroethane;

• amíny, napríklad 2,6-dimetyl-N-tridecylmorfolín alebo jeho soli, 2,6-dimetyl-Ncyklododecylmorfolín alebo jeho soli, N-[3-(p-tercbutylfenyl)-2-metylpropyl]cis-2,6-dimetylmorfolíne, N-[3-(p-tercbutylfenyl)-2-metylpropyl]piperidín, (8(1,1 -dimetyletyl)-N-etyl-N-propyl-1,4-dioxaspiro[4.5]dekán-2-metánamín, • azoly, napríklad 1-[2-(2,4-dichlórfenyl)-4-etyl-1,3-dioxolan-2-yletyl]-1H-1,2,4triazol, 1 -[2-(2,4-dichlórfenyl)-4-n-propyl-1,3-dioxolan-2-yletyl]-1 H-1,2,4-triazol, N-(n-propyl)-N-(2,4,6-trichlórfenoxyetyl)-N’-imidazolylmočovina, 1-(4-chlórfenoxy)-3,3-dimetyl-1-(1 H-1,2,4-triazol-1-yl)-2-butanón, 1-(4-chlórfenoxy)-3,3dimetyl-1-(1 H-1,2,4-triazol-1-yl)-2-butanol, (2RS,3RS)-1-[3-(2-chlórfenyl)-2-(4fIuórfenyl)-oxiran-2-ylmetyl]-1 H-1,2,4-triazol, 1-[2-(2,4-dichlórfenyl)-pentyl]-1 H1.2.4- triazol, 2,4’-difluór-a-(1 H-1,2,4-triazolyI-1 -metyl)benzhydryl alkohol, 1 ((bis(4-fluórfenyl)metylsilyl)metyl)-1 H-1,2,4-triazol, 1 -[2RS,4RS;2RS,4SR)-4bróm-2-(2,4-dichlórfenyl)tetrahydrofuryl]-1 H-1,2,4-triazol, 2-(4-chlórfenyl)-3cyklopropyl-1-(1 H-1,2,4-triazol-1-yl)-butan-2-ol, (+)-4-chlór-4-[4-metyl-2-(1 H1.2.4- triazol-1-ylmetyl)-1,3-dioxolan-2-yl]fenyl 4-chlórfenyl éter, (E)-(R,S)-1(2,4-dichlórfenyl)-4,4-dimetyl-2-(1 H-1,2,4-triazol-1 -yl)pent-1 -en-3-ol, 4-(4ch,órfenyl)-2-fenyl-2-(1 H-1,2,4,-triazolylmetyl)butyronitril, 3-(2,4-dichlórfenyl)6-fIuór-2-(1 H-1,2,4-triazol-1-yl)chinazolin-4(3H)-ón, (R,S)-2-(2,4-dichlórfenyl)1-H-1,2,4-triazol-1-yl)hexan-2-ol, (1RS,5RS;1RS,5SR)-5-(4-chlórbenzyl)-2,2dimetyl-1-(1 H-1,2,4-triazol-1-ylmetyl)cyklopentanol, (R,S)-1-(4-chlórfenyl)-4,4dimetyl-3-(1 H-1,2,4-triazol-1 -ylmetyl)pentan-3-ol, (+)-2-(2,4-d ich lórfeny l)-3(1 H-1,2,4-triazolyl)propyl 1,1,2,2-tetrafluóretyl éter, (E)-1-[1-[4-chlór-2trifluórmetyl)fenyl]imino)-2-propoxyetyl]-1 H-imidazol, 2-(4-chlórfeny 1)-2-( 1 H17Amines, for example 2,6-dimethyl-N-tridecylmorpholine or salts thereof, 2,6-dimethyl-N-cyclododecylmorpholine or salts thereof, N- [3- (p-tert-butylphenyl) -2-methylpropyl] cis-2,6-dimethylmorpholine N- [3- (p-tert-butylphenyl) -2-methylpropyl] piperidine, (8 (1,1-dimethylethyl) -N-ethyl-N-propyl-1,4-dioxaspiro [4.5] decane-2-methanamine), Azoles, for example 1- [2- (2,4-dichlorophenyl) -4-ethyl-1,3-dioxolan-2-ylethyl] -1H-1,2,4-triazole, 1- [2- (2,4- dichlorophenyl) -4-n-propyl-1,3-dioxolan-2-ylethyl] -1H-1,2,4-triazole, N- (n-propyl) -N- (2,4,6-trichlorophenoxyethyl) -N'-imidazolylurea, 1- (4-chlorophenoxy) -3,3-dimethyl-1- (1H-1,2,4-triazol-1-yl) -2-butanone, 1- (4-chlorophenoxy) -3,3-dimethyl-1- (1H-1,2,4-triazol-1-yl) -2-butanol, (2RS, 3RS) -1- [3- (2-chlorophenyl) -2- (4-fluorophenyl) -oxiran-2-ylmethyl] -1H-1,2,4-triazole, 1- [2- (2,4-dichlorophenyl) -pentyl] -1H1,2,4-triazole, 2,4'-difluoro-a - (1H-1,2,4-triazolyl-1-methyl) benzhydryl alcohol, 1 ((bis (4-fluorophenyl) methylsilyl) methyl) -1H-1,2,4-triazole, 1- [2RS, 4RS; 2RS, 4SR) -4-bromo-2- (2,4-dich chlorophenyl) tetrahydrofuryl] -1H-1,2,4-triazole, 2- (4-chlorophenyl) -3cyclopropyl-1- (1H-1,2,4-triazol-1-yl) butan-2-ol (+) - 4-chloro-4- [4-methyl-2- (1H-1,2,4-triazol-1-ylmethyl) -1,3-dioxolan-2-yl] phenyl 4-chlorophenyl ether, (E) - (R, S) -1 (2,4-Dichlorophenyl) -4,4-dimethyl-2- (1H-1,2,4-triazol-1-yl) pent-1-en-3-ol, 4- (4ch, chlorophenyl) -2-phenyl-2- (1H-1,2,4, -triazolylmethyl) butyronitrile, 3- (2,4-dichlorophenyl) 6-fluoro-2- (1H-1, 4-chlorophenyl) 2,4-triazol-1-yl) quinazolin-4 (3H) -one, (R, S) -2- (2,4-dichlorophenyl) -1H-1,2,4-triazol-1-yl) hexan-2-ol, (1RS, 5RS; 1RS, 5SR) -5- (4-chlorobenzyl) -2,2-dimethyl-1- (1H-1,2,4-triazol-1-ylmethyl) cyclopentanol, (R S) -1- (4-chlorophenyl) -4,4-dimethyl-3- (1H-1,2,4-triazol-1-ylmethyl) pentan-3-ol, (+) - 2- (2,4 -d their chlorophenyl) -3 (1H-1,2,4-triazolyl) propyl 1,1,2,2-tetrafluoroethyl ether, (E) -1- [1- [4-chloro-2-trifluoromethyl) phenyl] imino) -2-propoxyethyl] -1H-imidazole, 2- (4-chlorophenyl) -2- (1H17)

1,2,4-triazol-1 -ylmetyl)hexano-nitril, a-(2-chlórfenyl)-a-(4-chlórfenyl)-5pyrimidinemetanol, 5-butyl-2-dimetylamino-4-hydroxy-6- metylpyrimidín, bis(pchlórfenyl)-3-pyridínmetanol, 1,2-bis(3-etoxykarbonyl-2-tioureido)benzén, 1,2bis(3-metoxykarbonyl-2-tioureido)benzén, • strobiluríny, napríklad metyl E-metoxyimino-[a-(o-tolyloxy)-o-tolyl]acetát, metyl E-2-{2-[6-(2-kyanofenoxy)pyrimidín-4-yloxy]fenyl}-3-metoxyakrylát, metyl-Emetoxyimino-[a-(2-fenoxyfenyl)]acetamid, metyl E-metoxyimino-[a-(2,5-dimetylfenoxy)-o-toly Ijacetamid, • anilinopyrimidíny, napríklad N-(4,6-dimetylpyrimidin-2-yl)anilín, N-[4-metyl-6(1-propinyl)pyrimidín-2-yl]anilín, N-[4-metyl-6-cyklopropylpyrimidin-2-yl]anilín, • fenylpyroly, napríklad 4-(2,2-difluór-1,3-benzodioxol-4-yl)pyrol-3-karbonitril, • cinamamidy, napríklad 3-(4-chlórfenyl)-3-(3,4-dimetoxyfenyl)akryloylmorfolín, • a rad fungicídov, napríklad dodecylguanidín acetát, 3-(3-(3,5-dimetyl-2oxycyklohexyl)-2-hydroxyetyl]glutárimid, Ν-metyl-, N-etyl-(4-trifluórmetyl, -2(3’,4’-dimetoxyfenyl]benzamid, hexachlórbenzén, metyl N-(2,6-dimetylfenyl)-N(2-furoyl)-DL-alaninát, DL-N-(2,6-dimetylfenyl)-N-(2'-metoxyacetyl)alanín metyl ester, N-(216-dimetylfenyl)-N-chlóracetyl-D,L-2-aminobutyrolaktón1 metylester DL-N-(2,6-dimetylfenyl)-N-(fenylacetyl)alanínuI 5-metyl-5-vinyl-3(3,5-dichlórfenyl)-2,4-dioxo-1,3-oxazolidín, 3-[3,5-dichlórfenyl(-5-metyl-5metoxymety[]-1,3-oxazolidín-2,4-dión, 3-(3,5-dichlórfenyl)-1-izopropylkarbamoylhydantoín, N-(3,5-dichlórfenyl)-1,2-dimetylcyklopropán-1,2dikarboximid, 2-kyano-[N-(etylaminokarbonyl)-2-metoximino]acetamid, N-(3chlór-2,6-dinitro-4-trifluórmetylfenyl)-5-trifluórmetyl-3-chlór-2-aminopyridín.1,2,4-triazol-1-ylmethyl) hexanenitrile, α- (2-chlorophenyl) -α- (4-chlorophenyl) -5-pyrimidinethanol, 5-butyl-2-dimethylamino-4-hydroxy-6-methylpyrimidine, bis (chlorophenyl) -3-pyridinemethanol, 1,2-bis (3-ethoxycarbonyl-2-thioureido) benzene, 1,2bis (3-methoxycarbonyl-2-thioureido) benzene, strobilurines, for example methyl E-methoxyimino- [a] - (o-tolyloxy) -o-tolyl] acetate, methyl E-2- {2- [6- (2-cyanophenoxy) pyrimidin-4-yloxy] phenyl} -3-methoxyacrylate, methyl-emethoxyimino- [α- ( 2-phenoxyphenyl) acetamide, methyl E-methoxyimino- [α- (2,5-dimethylphenoxy) -olyl acetamide, • anilinopyrimidines, for example N- (4,6-dimethylpyrimidin-2-yl) aniline, N- [ 4-methyl-6- (1-propynyl) pyrimidin-2-yl] aniline; N- [4-methyl-6-cyclopropylpyrimidin-2-yl] aniline; phenylpyrrols, for example 4- (2,2-difluoro-1; 3-benzodioxol-4-yl) pyrrole-3-carbonitrile, cinamamides, for example 3- (4-chlorophenyl) -3- (3,4-dimethoxyphenyl) acryloylmorpholine, and a series of fungicides, for example dodecylguanidine acetate, 3- (3 - (3,5-dimethyl-2oxycyklohexyl) -2-hydroxyethyl] glutarate imide, Ν-methyl-, N-ethyl- (4-trifluoromethyl, -2 (3 ', 4'-dimethoxyphenyl) benzamide, hexachlorobenzene, methyl N- (2,6-dimethylphenyl) -N (2-furoyl) -DL alaninate, DL-N- (2,6-dimethylphenyl) -N- (2'-methoxyacetyl) alanine methyl ester, N- (2 1 6-dimethylphenyl) -N-chloroacetyl-D, L-2-amino butyrolactone, methyl 1 DL-N- (2,6-dimethylphenyl) -N- (phenylacetyl) alanine I 5-methyl-5-vinyl-3- (3,5-dichlorophenyl) -2,4-dioxo-1,3-oxazolidine, 3- [3,5-dichlorophenyl (-5-methyl-5-methoxymethyl) -1,3-oxazolidine-2,4-dione, 3- (3,5-dichlorophenyl) -1-isopropylcarbamoylhydantoin, N- (3,5-dichlorophenyl) ) -1,2-dimethylcyclopropane-1,2-dicarboximide, 2-cyano- [N- (ethylaminocarbonyl) -2-methoxyimino] acetamide, N- (3-chloro-2,6-dinitro-4-trifluoromethylphenyl) -5-trifluoromethyl-3 chloro-2-aminopyridine.

Funkčne ekvivalentné deriváty týchto fungicídov majú porovnateľné spektrum účinnosti proti fýtopatogénnym hubám ako látky, ktoré boli spomenuté špecificky, v spojení s menej, rovnako alebo viac výraznou fytotoxickou aktivitou.Functionally equivalent derivatives of these fungicides have a comparable spectrum of activity against phytopathogenic fungi than those specifically mentioned in conjunction with less, equally or more pronounced phytotoxic activity.

Vynález je ďalej ilustrovaný na nasledujúcich príkladoch, ale nie je na ne obmedzený:The invention is further illustrated by, but not limited to, the following examples:

Všeobecné metódy klonovaniaGeneral methods of cloning

Klonovacie kroky uskutočnené v rámci rozsahu predloženého vynálezu, napríklad reštrikčné štiepenia, elektroforéza agarózového gélu, purifikácia fragmentov DNA, transfer nukleových kyselín do nitrocelulózových a nylonových membrán, prepojenie DNA fragmentov, transformácia buniek E. coli, kultivácia baktérií, multiplikácia fágov a sekvenčná analýza rekombinantnej DNA, sa uskutočnili podľa Sambrook a kol. (1989) Cold Spring Harbor Laboratory Press; ISBN 0-87969-309-6).Cloning steps performed within the scope of the present invention, for example, restriction digestions, agarose gel electrophoresis, purification of DNA fragments, transfer of nucleic acids to nitrocellulose and nylon membranes, DNA fragment interconnection, transformation of E. coli cells, bacterial culture, phage multiplication and recombinant DNA sequence analysis were performed according to Sambrook et al. (1989) Cold Spring Harbor Laboratory Press; ISBN 0-87969-309-6).

Bakteriálne kmene použité ďalej (E. coli, XL-I Blue) sa získali od Stratagene. Agrobakteriálny kmeň použitý na transformáciu rastlín (Agrobacterium tumefaciens, C58C1 s plazmidom pGV2260 alebo pGV3850kan) bol opísaný v Deblaere a kol. (Nucl. Acids Res. 13 (1985) 4777). Alternatívne možno použiť agrobakteriálny kmeň LBA4404 (Clontech) alebo aj iné vhodné kmene. Na účely klonovania sa použili vektory pUC19 (Yanish-Perron, Gene 33(1985), 103-119) pBluescript SK(Stratagene), pGEM-T (Promega), pZerO (Invitrogen), pBin19 (Bevan a kol., Nucl. Acids Res. 12(1984) 8711-8720) a pBinAR (Hófgen a Willmitzer, Plánt Science 66 (1990) 221-230).The bacterial strains used below (E. coli, XL-I Blue) were obtained from Stratagene. An agrobacterial strain used to transform plants (Agrobacterium tumefaciens, C58C1 with plasmid pGV2260 or pGV3850kan) has been described in Deblaere et al. (Nucl. Acids Res. 13 (1985) 4777). Alternatively, the agrobacterial strain LBA4404 (Clontech) or other suitable strains may be used. For cloning, the vectors pUC19 (Yanish-Perron, Gene 33 (1985), 103-119), pBluescript SK (Stratagene), pGEM-T (Promega), pZerO (Invitrogen), pBin19 (Bevan et al., Nucl. Acids) were used. Res. 12 (1984) 8711-8720) and pBinAR (Hofgen and Willmitzer, Plant Science 66 (1990) 221-230).

Sekvenčná analýza rekombinantnej DNASequence analysis of recombinant DNA

Molekuly rekombinantnej DNA boli sekvenované pomocou laserového fluorescenčného prístroja na sekvenovanie DNA od Pharmacia, pomocou Sangerovej metódy (Sanger a kol., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74(1977), 54635467).Recombinant DNA molecules were sequenced using a laser fluorescent DNA sequencing instrument from Pharmacia, using the Sanger method (Sanger et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 74 (1977), 54635467).

Generovanie rastlinných expresných kazietGeneration of plant expression cassettes

Promótor 35S CaMV bol zasunutý do plazmidu pBin19 (Bevan a kol., Nucl. Acids Res. 12, 8711 (1984)) vo forme fragmentu EcoRI-Kpnl (zodpovedajúceho nukleotidom 6909-7437 karfiolového mozaikového vírusu (Franck a kol. Celí 21 (1980) 285). Polyadenylačný signál génu 3 T-DNA z Ti plazmidu pTiACH5 (Gielen a kol., EMBO J. 3 (1984) 835), nukleotidy 11749-11939, bol izolovaný vo forme fragmentu Pvull-Hindlll a po pridaní Sphl linkerov klonovaný do miesta štiepeniaThe 35S CaMV promoter was inserted into plasmid pBin19 (Bevan et al., Nucl. Acids Res. 12, 8711 (1984)) as an EcoRI-Kpn1 fragment (corresponding to nucleotides 6909-7437 of cauliflower mosaic virus (Franck et al. Cell 21 (1980)). The polyadenylation signal of the T-DNA gene 3 from the Ti plasmid pTiACH5 (Gielen et al., EMBO J. 3 (1984) 835), nucleotides 11749-11939, was isolated as a Pull-HindIII fragment and cloned after addition of SphI linkers. to the cleavage site

Pvuil medzi miestom štiepenia Sphl-Hindill vektora. Takto sa získal plazmid pBinAR (Hôfgen a Willmitzer, Plánt Science 66 (1990) 221-230).Pvuil between SphI-Hindill cleavage site vector. This gave plasmid pBinAR (Hofgen and Willmitzer, Plant Science 66 (1990) 221-230).

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Obr. 1 znázorňuje diagram kazety pre semenovo špecifickú expresiu génu scFVFig. 1 depicts a cassette diagram for seed-specific scFV gene expression

Obr. 2 znázorňuje diagram kazety na expresiu génu scFv v listoch transgénnych rastlín tabaku.Fig. 2 shows a diagram of a cassette for expression of the scFv gene in leaves of transgenic tobacco plants.

Obr. 3 znázorňuje diagram konštrukcie génu scFv-antiBAS 490F (V - variabilný región, L - linker).Fig. 3 shows a diagram of the construction of the scFv-antiBAS 490F gene (V-variable region, L-linker).

Obr. 4 znázorňuje funkčnú charakterizáciu scFv-antiBAS 490F v priamej ELISA.Fig. 4 shows functional characterization of scFv-antiBAS 490F in a direct ELISA.

Obr. 5 znázorňuje diagram kazety pre semenovo špecifickú expresiu génu scFvantiBas 490F.Fig. 5 shows a cassette diagram for seed-specific expression of the scFvantiBas 490F gene.

Obr. 6 znázorňuje detekciu existujúcej aktivity viazania antigénu v protilátkovom fragmente scFv-anti-BAS 490F v listoch po vysušení alebo lyofilizácii pomocou analýz ELISA.Fig. 6 depicts the detection of existing antigen binding activity in the scFv-anti-BAS 490F antibody fragment in sheets after drying or lyophilization by ELISA.

Príklady uskutočnenia vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Príklad 1Example 1

Keďže fungicídy nie sú imunogénne, musia sa spojiť s nosným materiálom, napríklad KLH. Ak molekula obsahuje reaktívnu skupinu, spojenie možno uskutočniť priamo; ak nie, funkčná skupina sa zavedie, keď sa fungicíd syntetizuje, alebo sa počas syntézy vyberie reaktívny prekurzor, aby sa tieto molekuly pripojili na nosnú molekulu v jednom reakčnom kroku. Príklady spájacích reakcií možno nájsť v Miroslavic Ferencik in “Handbook of Immunochemistry”, 1993, Chapman & Halí, v kapitole Antigens, strany 20 - 49.Since the fungicides are not immunogenic, they must be combined with a carrier material, for example KLH. If the molecule contains a reactive group, the linkage can be made directly; if not, the functional group is introduced when the fungicide is synthesized, or a reactive precursor is selected during synthesis to attach these molecules to the carrier molecule in one reaction step. Examples of coupling reactions can be found in Miroslavic Ferencik in "Handbook of Immunochemistry", 1993, Chapman & Halli, in the chapter Antigens, pages 20-49.

Opakovaná injekcia tejto modifikovanej molekuly nosiča (antigén) sa používa na imunizáciu napríklad myší Balb/c. Keď je pomocou ELISA (enzymelinked immunosorbent assay) zistiteľný dostatočný počet protilátok s viazaním na antigén, získajú sa slezinové bunky týchto zvierat a fúzujú sa s myelómovými bunkami, aby sa kultivovali hybridy. Okrem toho sa v ELISA použije “fungicídom modifikovaný BSA”, aby sa rozlíšila imunitná odpoveď namierená proti hapténu z odpovede KLH.Repeated injection of this modified carrier molecule (antigen) is used to immunize, for example, Balb / c mice. When a sufficient number of antigen-binding antibodies are detectable by an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), the spleen cells of these animals are obtained and fused with myeloma cells to cultivate the hybrids. In addition, an "fungicide-modified BSA" is used in the ELISA to differentiate the anti-hapten immune response from the KLH response.

Monoklonálne protilátky sa pripravujú metódami podobnými známym metódam, opísaným napríklad v “Practical Immunology”, Leslie Hudson a Frank Hay, Blackwell Scientific Publications, 1989 alebo v “Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, James Goding, 1983, Academic Press, Inc., alebo v “A practical guide to monoclonal antibodies”, J. Liddell a A. Cryer,1991, John Wiley & Sons; alebo Achim Moller a Franz Emling “Monoklonale Antikôrper gegen TNF und deren Verwendung” [monoklonálne protilátky proti TNF a ich použitie]. Európska patentová špecifikácia EP-A260610.Monoclonal antibodies are prepared by methods similar to known methods described, for example, in "Practical Immunology", Leslie Hudson and Frank Hay, Blackwell Scientific Publications, 1989 or in "Monoclonal Antibodies: Principles and Practice, James Goding, 1983, Academic Press, Inc., or in "A Practical Guide to Monoclonal Antibodies", J. Liddell and A. Cryer, 1991, John Wiley &Sons; or Achim Moller and Franz Emling " Monoclonal Antikorpergegen TNF und deren Verwendung " [monoclonal antibodies against TNF and their use]. European Patent Specification EP-A260610.

Príklad 2Example 2

Východiskovým bodom skúmania bola monoklonálna protilátka, ktorá špecificky rozoznáva fungicíd BAS 490F a ktorá má okrem toho vysokú afinitu viazania. Vybraná hybridómová bunková línia je charakterizovaná tým, že vylučované monoklonálne protilátky, ktoré sú namierené proti fungicídnemu antigénu BAS 490F, majú vysokú afinitu a sú k dispozícii špecifické sekvencie imunoglobulínov (Berek, C. a kol., Náture 316, (1985) 412-418). Táto monoklonálna protilátka proti BAS 490F bola východiskovým bodom konštrukcie jednoreťazcového protilátkového fragmentu (scFv-antiBAS 490F).The starting point of the study was a monoclonal antibody that specifically recognizes the fungicide BAS 490F and which additionally has a high binding affinity. The selected hybridoma cell line is characterized in that secreted monoclonal antibodies that are directed against the fungicidal antigen BAS 490F have high affinity and specific immunoglobulin sequences are available (Berek, C. et al., Nature 316, (1985) 412-418 ). This monoclonal antibody against BAS 490F was the starting point for the construction of a single chain antibody fragment (scFv-antiBAS 490F).

Najprv bola mRNA izolovaná z hybridómových buniek a transkribovaná do cDNA. Táto cDNA pôsobila ako šablóna pre amplifikáciu variabilných imunoglobulínových génov VH a VK so špecifickými primérmi VH1 BACK a VH FOR-2 pre ťažký reťazec a VK2 BACK a MJK5 FON X pre ľahký reťazec (Clackson a kol., Náture 352, (1991) 624-628). Izolované variabilné imunoglobulíny boli východiskovým bodom konštrukcie jednoreťazcového protilátkového fragmentu (scFv-antiBAS 490F). V nasledujúcej fúznej PCR sa tri komponenty VH, VK a linkerový fragment skombinovali v reakcii PCR a scFv-antiBAS 490F sa amplifikoval (obr. 3).First, mRNA was isolated from hybridoma cells and transcribed into cDNA. This cDNA acted as a template for amplifying the variable immunoglobulin genes VH and VK with specific primers VH1 BACK and VH FOR-2 for the heavy chain and VK2 BACK and MJK5 FON X for the light chain (Clackson et al., Nature 352, (1991) 624-). 628). Isolated variable immunoglobulins were the starting point for the construction of the single chain antibody fragment (scFv-antiBAS 490F). In the following fusion PCR, the three components VH, VK and linker fragment were combined in a PCR reaction and scFv-antiBAS 490F was amplified (Fig. 3).

Funkčná charakterizácia (aktivita viazania antigénu) skonštruovaného génu scFv-antiBAS 490F sa uskutočnila po expresii v bakteriálnom systéme. S týmto cieľom sa syntetizoval scFv-antiBAS 490F v E. coli ako rozpustný protilátkový fragment pomocou metódy Hoogenboom, H. R. a kol., Nucleic Acids Research 19 (1991), 4133-4137. Aktivita a špecifickosť skonštruovaného protilátkového fragmentu sa skontrolovali analýzou ELISA (obr. 4).Functional characterization (antigen binding activity) of the engineered scFv-antiBAS 490F gene was performed after expression in the bacterial system. To this end, scFv-antiBAS 490F was synthesized in E. coli as a soluble antibody fragment using the method of Hoogenboom, H. R. et al., Nucleic Acids Research 19 (1991), 4133-4137. The activity and specificity of the engineered antibody fragment was checked by ELISA (Fig. 4).

Aby sa umožnila semenovo špecifická expresia protilátkového fragmentu v tabaku, gén scFv-antiBAS 490F sa klonoval nadol od promótora LeB4. Promótor LeB4, ktorý bol izolovaný z Vicia faba, vykazuje prísne semenovo špecifickú expresiu rôznych cudzích génov v tabaku (Bäumlein, H. a kol., Mol. Gen. Genet. 225 (1991), 121-128). Transport polypeptidu scFv-antiBAS 490F do endopiazmatického retikula mal za následok stabilnú akumuláciu veľkých množstiev protilátkového fragmentu. S týmto cieľom sa gén scFv-antiBAS 490F fúzoval so signálnou peptidovou sekvenciou, ktorá zaručuje vstup do endopiazmatického retikula, a s ER retenčným signálom SEKDEL, ktorý zaručuje, že polypeptid ostane v ER (Wandelt a kol., 1992) (obr. 5).To allow seed-specific expression of the antibody fragment in tobacco, the scFv-antiBAS 490F gene was cloned downstream of the LeB4 promoter. The LeB4 promoter, isolated from Vicia faba, exhibits strictly seed-specific expression of various foreign genes in tobacco (Bäumlein, H. et al., Mol. Gen. Genet. 225 (1991), 121-128). Transport of the scFv-antiBAS 490F polypeptide into the endopasmic reticulum resulted in stable accumulation of large amounts of antibody fragment. To this end, the scFv-antiBAS 490F gene was fused with a signal peptide sequence that guarantees entry into the endopasmic reticulum, and with an ER retention signal SEKDEL, which ensures that the polypeptide remains in the ER (Wandelt et al., 1992) (Fig. 5).

Skonštruovaná expresná kazeta bola klonovaná do binárneho vektora pGSGLUC 1 (Saito a kol., 1990) a transferovaná do kmeňa Agrobacterium EHA 101 elektroporáciou. Na následnú transformáciu Nicotiana tabacum sa použili rekombinantné agrobakteriálne klony. Na jeden konštrukt bolo regenerovaných /ΟΙ 40 tabakových rastlín. Semená v rôznych vývojových štádiách boli pozbierané z regenerovaných transgénnych rastlín tabaku po samoopelení. Rozpustné proteíny boli získané z týchto semien vo vodnom tlmivom systéme po extrakcii. Analýza transgénnych rastlín demonštruje, že fúzia génu scFv-antiBAS 490F do DNA sekvencie ER retenčného signálu SEKDEL umožnila získanie maximálnej akumulácie 1,9 % proteínu scFv-antiBAS 490F v zrelých semenách.The engineered expression cassette was cloned into the pGSGLUC 1 binary vector (Saito et al., 1990) and transferred to Agrobacterium EHA 101 strain by electroporation. Recombinant agrobacterial clones were used for subsequent transformation of Nicotiana tabacum. Per ΟΙ 40 tobacco plants were regenerated per construct. Seeds at various stages of development were harvested from regenerated transgenic tobacco plants after self-pollination. Soluble proteins were obtained from these seeds in an aqueous buffer system after extraction. Analysis of the transgenic plants demonstrates that fusion of the scFv-antiBAS 490F gene into the DNA sequence of the ER retention signal SEKDEL allowed a maximum accumulation of 1.9% of the scFv-antiBAS 490F protein in mature seeds to be obtained.

Konštruovaný gén scFv-antiBAS 490F mal veľkosť približne 735 bp. Variabilné domény boli navzájom fúzované v sekvencii VH-L-VL.The engineered scFv-antiBAS 490F gene was approximately 735 bp in size. The variable domains were fused to one another in the VH-L-VL sequence.

Špecifická selektivita bola určená v extraktoch zrelých tabakových semien pomocou priamej ELISA. Získané hodnoty jasne demonštrujú, že proteínové extrakty obsahujú funkčne aktívne fragmenty protilátok.Specific selectivity was determined in mature tobacco seed extracts by direct ELISA. The values obtained clearly demonstrate that protein extracts contain functionally active antibody fragments.

Príklad 3Example 3

Semenovo špecifická expresia a koncentrácia jednoreťazcových fragmentov protilátok v endoplazmatickom retikulu buniek transgénnych tabakových semien pod kontrolou USP promótora.Seed-specific expression and concentration of single-chain antibody fragments in the endoplasmic reticulum of transgenic tobacco seed cells under the control of the USP promoter.

Východiskovým bodom skúmania bol jednoreťazcový protilátkový fragment proti fungicídu BAS 490F (scFv-antiBAS 490F). Funkčná charakterizácia (aktivita viazania antigénu) skonštruovaného génu scFv-antiBAS 490F sa uskutočnila po expresii v bakteriálnom systéme a po expressii v tabakových listoch. Aktivita a špecifickosť skonštruovaného protilátkového fragmentu sa skontrolovala pomocou ELISA analýzy.The starting point of the study was a single chain antibody fragment against the fungicide BAS 490F (scFv-antiBAS 490F). Functional characterization (antigen binding activity) of the engineered scFv-antiBAS 490F gene was performed after expression in the bacterial system and after expression in the tobacco leaves. The activity and specificity of the engineered antibody fragment was checked by ELISA.

Aby sa umožnila semenovo špecifická expresia protilátkového fragmentu v tabaku, gén scFv-antiBAS 490F sa klonoval nadol od promótora USP. Promótor USP, ktorý bol izolovaný z Vicia faba, vykazuje prísne semenovo špecifickú expresiu rôznych cudzích génov v tabaku (Fiedler, H. a kol., Plánt Mol. Biol. 22 (1993), 669-679). Transport polypeptidu scFv-antiBAS 490F do endoplazmatického retikula mal za následok stabilnú akumuláciu veľkých množstiev protilátkového fragmentu. S týmto cieľom sa gén scFv-antiBAS 490F fúzoval so signálnou peptidovou sekvenciou, ktorá zaručuje vstup do endoplazmatického retikula, a s ER retenčným signálom SEKDEL, ktorý zaručuje, že polypeptid ostane v ER (Wandelt a kol., 1992) (obr. 1).To allow seed-specific expression of the antibody fragment in tobacco, the scFv-antiBAS 490F gene was cloned downstream of the USP promoter. The USP promoter, which was isolated from Vicia faba, exhibits strictly seed-specific expression of various foreign genes in tobacco (Fiedler, H. et al., Plant Mol. Biol. 22 (1993), 669-679). Transport of the scFv-antiBAS 490F polypeptide into the endoplasmic reticulum resulted in stable accumulation of large amounts of antibody fragment. To this end, the scFv-antiBAS 490F gene was fused with a signal peptide sequence that guarantees entry into the endoplasmic reticulum, and with an ER retention signal SEKDEL, which ensures that the polypeptide remains in the ER (Wandelt et al., 1992) (Fig. 1).

Skonštruovaná expresná kazeta bola klonovaná do binárneho vektora pGSGLUC 1 (Saito a kol., 1990) a transferovaná do kmeňa Agrobacterium EHA 101 elektroporáciou. Na následnú transformáciu Nicotiana tabacum sa použili rekombinantné agrobakteriálne klony. Semená v rôznych vývojových štádiách boli pozbierané z regenerovaných transgénnych rastlín tabaku po samoopelení. Rozpustné proteíny boli získané z týchto semien vo vodnom tlmivom systéme po extrakcii. Analýza transgénnych rastlín demonštruje, že fúzia génu scFv-antiBAS 490F do DNA sekvencie ER retenčného signálu SEKDEL pod kontrolou promótora USP spôsobila syntézu jednoreťazcových protilátkových fragmentov s afinitou viazania pre BAS 490F už v desiaty deň vývoja semien.The engineered expression cassette was cloned into the pGSGLUC 1 binary vector (Saito et al., 1990) and transferred to Agrobacterium EHA 101 strain by electroporation. Recombinant agrobacterial clones were used for subsequent transformation of Nicotiana tabacum. Seeds at various stages of development were harvested from regenerated transgenic tobacco plants after self-pollination. Soluble proteins were obtained from these seeds in an aqueous buffer system after extraction. Transgenic plant analysis demonstrates that fusion of the scFv-antiBAS 490F gene into the DNA sequence of the ER retention signal SEKDEL under the control of the USP promoter caused synthesis of single chain antibody fragments with binding affinity for BAS 490F as early as day 10 of seed development.

Príklad 4Example 4

Aby sa dosiahla expresia protilátkového fragmentu v celej rastline, najmä v listoch, gén scFv-antiBAS 490F bol klonovaný nadol od promótora CaMV 35 S. Tento silný konštitučný promótor sprostredkuje expresiu cudzích génov v prakticky všetkých rastlinných pletivách (Benfey a Chua, Science 250 (1990), 956 - 966). Transport proteínu scFv-antiBAS 490F do endoplazmatického retikula umožnil stabilnú akumuláciu veľkých množstiev protilátkového fragmentu v listovom materiáli. Najprv sa gén scFv-antiBAS 490F fúzoval so signálnou peptidovou sekvenciou, ktorá zabezpečuje vstup do endoplazmatického retikula, a s ER retenčným signálom KDEL, ktorý zaručuje, že produkt ostane v ER (Wandelt a kol., Plánt J. 2(1992), 181 - 192). Skonštruovaná expresná kazeta sa klonovala do binárneho vektora pGSGLUC 1 (Saito a kol., Plánt Celí Rep. 8 (1990), 718 - 721) a transferovala sa do kmeňa Agrobacterium EHA 101 elektroporáciou. Na následnú transformáciu Nicotiana tabacum sa použili rekombinantné agrobakteriálne klony. Regenerovalo sa približne 100 rastlín tabaku. Z regenerovaných transgénnych rastlín tabaku sa zozbieral listový materiál v rôznych vývojových štádiách. Rozpustné proteíny boli získané z tohto listového materiálu vo vodnom tlmivom systéme po extrakcii. Následné analýzy (western blot analýzy a ELISA) demonštrovali, že v listoch sa získala maximálna akumulácia viac ako 2 % biologicky aktívneho polypeptidu scFv-antiBAS 490F viažuceho antigén. Tieto vysoké hodnoty expresie sa určili v plne narastených zelených listoch, ale proti,átkový fragment bol zistený aj v starnúcom listovom materiáli.The scFv-antiBAS 490F gene was cloned downstream of the CaMV 35 S promoter to achieve expression of the antibody fragment throughout the plant, especially in leaves. This strong constitutional promoter mediates expression of foreign genes in virtually all plant tissues (Benfey and Chua, Science 250 (1990) , 956-966). Transport of the scFv-antiBAS 490F protein into the endoplasmic reticulum allowed stable accumulation of large amounts of antibody fragment in leaf material. First, the scFv-antiBAS 490F gene was fused to a signal peptide sequence that provides entry into the endoplasmic reticulum, and with an ER retention signal KDEL that ensures that the product remains in the ER (Wandelt et al., Plant J. 2 (1992), 181- 192). The engineered expression cassette was cloned into the binary vector pGSGLUC 1 (Saito et al., Plant Cell Rep. 8 (1990), 718-721) and transferred to Agrobacterium EHA 101 strain by electroporation. Recombinant agrobacterial clones were used for subsequent transformation of Nicotiana tabacum. Approximately 100 tobacco plants were regenerated. Leaf material was harvested from the regenerated transgenic tobacco plants at various developmental stages. Soluble proteins were obtained from this sheet material in an aqueous buffer system after extraction. Subsequent analyzes (western blot analysis and ELISA) demonstrated that a maximum accumulation of more than 2% of the biologically active antigen-binding scFv-antiBAS 490F polypeptide was obtained in the leaves. These high expression values were determined in fully grown green leaves, but the antibody fragment was also detected in the aged leaf material.

Príklad 5Example 5

PCR amplifikácia fragmentu cDNA kódujúceho jednoreťazcovú protilátku proti BAS 490F pomocou syntetických oligonukleotidov.PCR amplification of a cDNA fragment encoding a single chain anti-BAS 490F antibody using synthetic oligonucleotides.

PCR amplifikácia jednoreťazcovej protilátkovej cDNA sa uskutočnila v DNA termálnom cyklovači Perkin Elmer. Reakčné zmesi obsahovali 8 ng/μΙ jednovláknovej šablónovej cDNA, 0,5 μΜ relevantných oligonukleotidov, 200 μΜ nukleotidov (Pharmacia), 50 mM KCI, 10 mM Tris-HCl (pH 8,3 pri 25 °C, 1,5 mM MgCI2) a 0,02 U/μΙ Taq polymerázy (Perkin Elmer). Podmienky amplifikácie boli nasledovné:PCR amplification of single chain antibody cDNA was performed in a Perkin Elmer DNA Thermal Cycler. The reaction mixtures contained 8 ng / μΙ single stranded template cDNA, 0.5 μΜ relevant oligonucleotides, 200 μΜ nucleotides (Pharmacia), 50 mM KCl, 10 mM Tris-HCl (pH 8.3 at 25 ° C, 1.5 mM MgCl 2). ) and 0.02 U / μΙ of Taq polymerase (Perkin Elmer). The amplification conditions were as follows:

Teplota žíhania: 45 °CAnnealing temperature: 45 ° C

Denaturačná teplota: 94 °C,Denaturation temperature: 94 ° C,

Elongačná teplota: 72 °C,Elongation temperature: 72 ° C,

Počet cyklov: 40Number of cycles: 40

Výsledkom je fragment približne 735 bázových párov, ktorý bol ligovaný do vektora pBluescript. Ligačná zmes sa použila na transformáciu E. coli XL-I Blue a plazmid sa amplifikoval. V súvislosti s použitím a optimalizáciou polymerázovej reťazovej reakcie pozrite: Innis et al., 1990, PCR Protocols, A Guide to Methods and Applications, Academic Press.As a result, a fragment of approximately 735 base pairs was ligated into the pBluescript vector. The ligation mixture was used to transform E. coli XL-I Blue and the plasmid was amplified. For the use and optimization of the polymerase chain reaction, see: Innis et al., 1990, PCR Protocols, A Guide to Methods and Applications, Academic Press.

Príklad 6Example 6

Produkcia transgénnych rastlín tabaku, ktoré exprimujú cDNA kódujúcu jednoreťazcovú protilátku s vlastnosťami viazania fungicídu.Production of transgenic tobacco plants that express a cDNA encoding a single chain antibody with fungicide binding properties.

Plazmid pGSGLUC 1 sa transformoval do Agrobacterium tumefaciens C58G1:pGV2260. Na transformovanie rastlín tabaku (Nicotiana tabacum cv. Samsun NN) sa použilo zriedenie 1 : 50 kultivácie zo dňa na deň pozitívne transformovanej agrobakteriálnej kolónie v médiu Murashige-Skoog (Physiol. Plánt. 15 (1962) 473 et seq.) obsahujúcom 2% sacharózy (2MS médium). V Petriho miske sa inkubovali listové disky sterilných rastlín (každý približne 1 cm2) počas 5 10 minút pri agrobakteriálnom zriedení 1 : 50. Potom nasledovala dvojdňová inkubácia v tme pri 25 °C na médiu 2MS obsahujúcom 0,8 % Bacto-Agaru. Kultivácia pokračovala po 2 dňoch pri 16 hodinách svetla a 8 hodinách tmy a pokračovala v týždennom rytme na MS médiu obsahujúcom 500 mg/l Claforanu (cefotaxim-nátrium), 50 mg/l kanamycínu, 1 mg/l benzylaminopurínu (BAP), 0,2 mg/l kyseliny naftyloctovej a 1,6 g/l glukózy. Rastúce výhonky sa preniesli do MS média obsahujúceho 2 % sacharózy, 250 mg/l Claforanu a 0,8 % Bacto-Agaru.Plasmid pGSGLUC 1 was transformed into Agrobacterium tumefaciens C58G1: pGV2260. For the transformation of tobacco plants (Nicotiana tabacum cv. Samsun NN), a 1:50 dilution of a day to day cultivation of a positively transformed agrobacterial colony in Murashige-Skoog medium (Physiol. Plant. 15 (1962) 473 et seq.) Containing 2% sucrose was used. (2MS medium). In a Petri dish, leaf discs of sterile plants (approximately 1 cm 2 each ) were incubated for 5-10 minutes at an agrobacterial dilution of 1:50. This was followed by a two-day incubation in the dark at 25 ° C on 2MS medium containing 0.8% Bacto-Agar. Cultivation continued after 2 days at 16 hours light and 8 hours dark and continued to weekly rhythm on MS medium containing 500 mg / l Claforan (cefotaxime sodium), 50 mg / l kanamycin, 1 mg / l benzylaminopurine (BAP), 0, 2 mg / l naphthylacetic acid and 1.6 g / l glucose. Growing shoots were transferred to MS medium containing 2% sucrose, 250 mg / l Claforan and 0.8% Bacto-Agar.

Príklad 7Example 7

Stabilná akumulácia jednoreťazcového protilátkového fragmentu proti fungicídu BAS 490F v endoplazmatickom retikulu.Stable accumulation of single chain antibody fragment against BAS 490F fungicide in endoplasmic reticulum.

Východiskovým bodom skúmania bol jednoreťazcový protilátkový fragment proti fungicídu BAS 490F (scFv-antiBAS 490F), ktorý sa exprimuje v rastlinách tabaku. Množstvo a aktivita syntetizovaného polypeptidu scFv-antiBAS 490F sa určili pomocou Western blot analýz a ELISA.The starting point of the study was a single chain antibody fragment against the fungicide BAS 490F (scFv-antiBAS 490F), which is expressed in tobacco plants. The amount and activity of the synthesized scFv-antiBAS 490F polypeptide was determined by Western blot analysis and ELISA.

Aby sa umožnila expresia génu scFv-antiBAS 490F v endoplazmatickom retikulu, cudzí gén sa exprimoval pod kontrolou promótora CaMV 53S ako translačná fúzia so signálovým peptidom LeB4 (N-koniec) a ER retenčným signálom KDEL (C-koniec). Transport polypeptidu scFv-antiBAS 490F do endoplazmatického retikula umožnil stabilnú akumuláciu veľkých množstiev aktívneho protilátkového fragmentu. Po zozbieraní listového materiálu sa rezy zmrazili pri -20 °C (1), lyofilizovali (2) alebo vysušili pri teplote miestnosti (3). Rozpustné proteíny sa získali z listového materiálu extrakciou vo vodnom tlmivom roztoku a polypeptid scFv-antiBAS 490F sa vyčistil afinitnou chromatografiou. Na určenie aktivity protilátkového fragmentu sa použili rovnaké množstvá vyčisteného polypeptidu scFv-antiBAS 490F (zmrazeného, lyofilizovaného a vysušeného) (obr. 6). Obr. 6A zobrazuje aktivitu viazania antigénu pre polypeptid scFv-antiBAS 490F purifikovaný z čerstvých (1), lyofilizovaných (2) a vysušených listov (3). Na obr. 6B sa príslušné množstvá proteínu scFv-antiBAS 490F (približne 100 ng), ktoré sa použili na analýzy ELISA, určili pomocou analýz Western blot. Veľkosti štandardov molekulovej hmotnosti proteínu sú uvedené vľavo. Zistili sa približne identické aktivity viazania antigénu.To allow expression of the scFv-antiBAS 490F gene in the endoplasmic reticulum, the foreign gene was expressed under the control of the CaMV 53S promoter as a translation fusion with the signal peptide LeB4 (N-terminus) and the ER retention signal KDEL (C-terminus). Transport of the scFv-antiBAS 490F polypeptide into the endoplasmic reticulum allowed stable accumulation of large amounts of active antibody fragment. After the leaf material was collected, the sections were frozen at -20 ° C (1), lyophilized (2) or dried at room temperature (3). Soluble proteins were obtained from leaf material by extraction in aqueous buffer and the scFv-antiBAS 490F polypeptide was purified by affinity chromatography. Equal amounts of purified scFv-antiBAS 490F polypeptide (frozen, lyophilized and dried) were used to determine antibody fragment activity (Figure 6). Fig. 6A depicts antigen binding activity for scFv-antiBAS 490F polypeptide purified from fresh (1), lyophilized (2) and dried leaves (3). In FIG. 6B, the respective amounts of scFv-antiBAS 490F protein (about 100 ng) used for ELISA were determined by Western blot analysis. The sizes of the protein molecular weight standards are shown on the left. Approximately identical antigen binding activities were found.

Príklad 8Example 8

Aby sa demonštrovala tolerancia voči fungicídom pre transgénne rastliny tabaku, ktoré produkujú polypeptid s vlastnosťami viazania fungicídu, tieto tabakové rastliny sa ošetrili rôznymi množstvami BAS 490F. Vo všetkých prípadoch bolo možné v skleníku preukázať, že rastliny exprimujúce gén scFv-antiBAS 490F vykazovali vyššiu toleranciu voči fungicídu BAS 490F a menej výrazné fytotoxické účinky v porovnaní s kontrolou.To demonstrate fungicide tolerance for transgenic tobacco plants that produce a polypeptide with fungicide-binding properties, these tobacco plants were treated with different amounts of BAS 490F. In all cases, it was possible to demonstrate in the greenhouse that plants expressing the scFv-antiBAS 490F gene showed higher tolerance to the fungicide BAS 490F and less pronounced phytotoxic effects compared to the control.

Claims (20)

1. Postup na prípravu rastlín tolerantných voči metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)o-tolylacetátu (BAS 490F), vyznačujúci sa tým, že pozostáva z expresie exogénneho polypeptid u viažuceho metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-otolylacetát (BAS 490F) v rastline.Process for the preparation of methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) o-tolylacetate (BAS 490F) tolerant plants, characterized in that it comprises the expression of an exogenous polypeptide in methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -olytolylacetate binding (BAS 490F) in the plant. 2. Postup podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že exogénnym polypeptidom viažucim metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-o-tolylacetát (BAS 490F) je fragment jednoreťazcovej protilátky.The method of claim 1, wherein the exogenous methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -o-tolylacetate (BAS 490F) binding polypeptide is a fragment of a single chain antibody. 3. Postup podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že exogénnym polypeptidom viažucim metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-o-tolylacetát (BAS 490F) je úplná protilátka alebo fragment z nej odvodený.The method of claim 1, wherein the exogenous methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -o-tolylacetate (BAS 490F) binding polypeptide is a whole antibody or fragment derived therefrom. 4. Expresná kazeta pre rastliny, vyznačujúca sa tým, že pozostáva z promótora, signálneho peptidu, génu kódujúceho expresiu exogénneho polypeptidu viažuceho metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-o-tolylacetát (BAS 490F), ER retenčného signálu a terminátora.4. A plant expression cassette comprising a promoter, a signal peptide, a gene encoding the expression of an exogenous methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -o-tolylacetate (BAS 490F) binding polypeptide, an ER retention signal, and a terminator. 5. Expresná kazeta podľa nároku 4, vyznačujúca sa tým, že použitým konštitučným promótorom je promótor CaMV 35S.Expression cassette according to claim 4, characterized in that the constitutive promoter used is the CaMV 35S promoter. 6. Expresná kazeta podľa nároku 4, vyznačujúca sa tým, že gén, ktorý sa má exprimovať, je gén fragmentu jednoreťazcovej protilátky.6. The expression cassette of claim 4, wherein the gene to be expressed is a single chain antibody fragment gene. 7. Expresná kazeta podľa nároku 4, vyznačujúca sa tým, že ako gén, ktorý sa má exprimovať, sa používa gén alebo génový fragment polypeptidu viažuceho metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-o-tolylacetát (BAS 490F) vo forme translačnej fúzie s inými funkčnými proteínmi, napríklad enzýmami, toxínmi, chromoformi a viažucimi proteínmi.Expression cassette according to claim 4, characterized in that a gene or a gene fragment of a methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -o-tolylacetate (BAS 490F) binding polypeptide is used as a translational gene or gene fragment. fusions with other functional proteins, such as enzymes, toxins, chromophores, and binding proteins. 8. Expresná kazeta podľa nároku 4, vyznačujúca sa tým, že gén, ktorý sa má exprimovať, sa získa z hybridómovej bunky alebo pomocou iných rekombinantných metód, napríklad metódou protilátkového fágového displeja.Expression cassette according to claim 4, characterized in that the gene to be expressed is obtained from a hybridoma cell or by other recombinant methods, for example an antibody phage display method. 9. Použitie expresnej kazety podľa nároku 4 na transformáciu dvojklíčnych alebo jednoklíčnych rastlín, ktoré konštitučné exprimujú exogénny polypeptid viažuci metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-o-tolylacetát (BAS 490F) semenovo alebo listovo špecificky.Use of an expression cassette according to claim 4 for transforming dicotyledonous or monocotyledonous plants that constitutively express an exogenous methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -o-tolylacetate (BAS 490F) binding polypeptide by seed or leaf specificity. 10. Použitie podľa nároku 9, kde expresná kazeta je transferovaná do bakteriálneho kmeňa a získané rekombinantné klony sa používajú na transformáciu dvojklíčnych alebo jednoklíčnych rastlín, ktoré konštitučné exprimujú exogénny polypeptid viažuci metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-otolylacetát (BAS 490F) semenovo alebo listovo špecificky.The use of claim 9, wherein the expression cassette is transferred to a bacterial strain and the recombinant clones obtained are used to transform dicotyledonous or monocotyledonous plants that constitutively express an exogenous methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -olyl acetate (BAS 490F) binding polypeptide. seed or leaf specific. 11. Použitie expresnej kazety podľa nároku 4 vo funkcii selekčného markera.Use of an expression cassette according to claim 4 as a selectable marker. 12. Použitie transformovanej rastliny získanej v súlade s nárokom 10 na prípravu polypeptidu viažuceho metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-o-tolylacetát (BAS 490F).Use of the transformed plant obtained in accordance with claim 10 for the preparation of methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -o-tolylacetate binding polypeptide (BAS 490F). 13. Postup transformácie rastliny zavedením génovej sekvencie, vyznačujúci sa tým, že sa kóduje polypeptid viažuci metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-otolylacetát (BAS 490F) do rastlinnej bunky, do kalusového pletiva, celej rastliny a protoplastov rastlinných buniek.13. A process for transforming a plant by introducing a gene sequence which encodes a methyl methoxyimino-.alpha .- (o-tolyloxy) -olytolylacetate (BAS 490F) binding polypeptide into a plant cell, callus tissue, whole plant and plant cell protoplasts. 14. Postup podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že transformácia sa uskutočňuje pomocou agrobaktérie, najmä druhu Agrobacterium tumefaciens.Process according to claim 13, characterized in that the transformation is carried out by means of an agrobacterium, in particular of the species Agrobacterium tumefaciens. 15. Postup podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že transformácia sa uskutočňuje pomocou elektroporácie.Process according to claim 13, characterized in that the transformation is carried out by electroporation. 16. Postup podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že transformácia sa uskutočňuje pomocou metódy bombardovania časticami.Method according to claim 13, characterized in that the transformation is carried out by means of a particle bombardment method. 17. Príprava polypeptidu viažuceho metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-o-tolylacetát (BAS 490F), vyznačujúca sa tým, že pozostáva z expresie génu, ktorý kóduje tento polypeptid v rastline alebo bunkách rastliny a potom izoláciou tohto polypeptidu.17. Preparation of a methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -o-tolylacetate (BAS 490F) binding polypeptide, characterized in that it consists of expressing a gene which encodes the polypeptide in a plant or plant cells and then isolating the polypeptide. 18. Rastlina obsahujúca expresnú kazetu podľa nároku 4, vyznačujúca sa tým, že expresná kazeta poskytuje toleranciu voči metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-otolylacetátu (BAS 490F).The plant comprising the expression cassette of claim 4, wherein the expression cassette provides tolerance to methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -olyl acetate (BAS 490F). 19. Spôsob kontroly fýtopatogénnych húb u hospodárskych transgénnych rastlín tolerantných voči metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-o-tolylacetátu (BAS 490F), vyznačujúci sa tým, že obsahuje použitie metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-otolylacetátu (BAS 490F), proti ktorému táto hospodárska rastlina vytvára polypeptidy alebo protilátky viažuce metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-otolylacetát (BAS 490F).A method for controlling phytopathogenic fungi in commercial transgenic plants tolerant to methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -o-tolylacetate (BAS 490F), characterized in that it comprises the use of methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -otolylacetate (BAS 490F) against which this crop plant produces methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -olytyl acetate (BAS 490F) polypeptides or antibodies. 20. Polypeptid alebo protilátka viažuca metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-otolylacetát (BAS 490F) alebo protilátka s vysokou afinitou viazania voči metyl metoxyimino-a-(o-tolyloxy)-o-tolylacetátu (BAS 490F), ktorá je vyrobená podľa nároku 17.20. Methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -olytolylacetate (BAS 490F) polypeptide or antibody with high affinity binding to methyl methoxyimino-α- (o-tolyloxy) -o-tolyl acetate (BAS 490F), which is produced according to claim 17. 1/61/6 Obr. 1 Diagram kazety pre semenovo špecifickú expresiu génu scFVFig. 1 Diagram of a cassette for seed-specific expression of the scFV gene Prom. Prom. SP scFv Tag Term SP scFv Tag Term r r -f“ -f " -r -r s \ SEKDEL with \ SEKDEL
0U3P prarótar temdnator CäW 350U3P prorótar temdnator CäW 35 O signál. p^tid LS4é£3 jstaetäaocvý Fv E3 c-nyc-TägO signal. The peptide was a F4 E3 c-nyc-Tag 2/62/6 Obr. 2 Diagram kazety na expresiu génu scFv v listoch transgénnych rastlín tabaku.Fig. 2 is a diagram of a scFv gene expression cassette in leaves of transgenic tobacco plants. KDEL _ KDEL _ 5' 5 ' -3' 3 ' Prom. Prom. SP scFv Tag Term SP scFv Tag Term
Dpcarótcr CäW 35S {$3 téminátoŕ CäM/ 35 ^signál, pqptid Jj=B4 jeäxostäaaaý IVDpcarótcr CäW 35S {$ 3 Thematic CäM / 35 ^ signal, pqptid Jj = B4 jeäxostäaaaý IV 3/63/6 Obr. 3Fig. 3 Diagram konštrukcie génu scFv-antiBAS 490F (V - variabilný región, L - linker)ScFv-antiBAS 490F gene construction diagram (V - variable region, L - linker) 4/64/6 Obr. 4Fig. 4 Funkčná charakterizácia scFv-antiBAS 490F v priamej ELISAFunctional characterization of scFv-antiBAS 490F in direct ELISA 5/65/6 PV fWl-WPV fWl-W Obr. 5 Diagram kazety pre semenovo špecifickú expresiu génu scFv-anti-BAS 490FFig. 5 Diagram of the cassette for seed-specific expression of the scFv-anti-BAS 490F gene Rnštzukt Rnštzukt pXOtn. SP scFv Tag Term p XOtn. SP scFv Tag Term 11 11 Γ “í .......- T r ... “í .......- T r SEfCDEL, SEfCDEL.
□pranótnrLä34 00 tamiratcr C&M7 35 jedtaetezraýBV□ pranótnrLä34 00 tamiratcr C & M7 35 E3 onyo-TägE3 onyo-tag 6/66/6 PV «Η-ΉPV «Η-Ή Obr. 6 Detekcia existujúcej aktivity viazania antigénu . v protilátkovom fragmente scFv-anti-BAS 490F v listoch po vysušení alebo lyofilizácii pomocou analýz ELISA.Fig. 6 Detection of existing antigen binding activity. in scFv-anti-BAS 490F antibody fragment in sheets after drying or lyophilization by ELISA. Obr. 6A ukazuje aktivitu viazania antigénu pre polypeptid scFv-anti-BAS 490F z čerstvých (1), lyofilizovaných (2) a vysušených (3) listov.Fig. 6A shows antigen binding activity for scFv-anti-BAS 490F polypeptide from fresh (1), lyophilized (2) and dried (3) leaves. Obr. 6B ukazuje príslušné množstvá proteínu scFv-anti-BAS 490F (približne 100 ng), použité na analýzy ELISA, určené pomocou analýz Western blot. Veľkosti štandardov molekulovej hmotnosti proteínu sú uvedené vľavo.Fig. 6B shows appropriate amounts of scFv-anti-BAS 490F protein (approximately 100 ng) used for ELISA assays determined by Western blot analysis. The sizes of the protein molecular weight standards are shown on the left.
SK1372-99A 1997-04-30 1998-04-16 Expression of fungicide-binding polypeptides in plants for producing fungicide tolerance SK137299A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19718251A DE19718251A1 (en) 1997-04-30 1997-04-30 Expression of fungicide-binding polypeptides in plants to produce fungicide tolerance
PCT/EP1998/002242 WO1998049329A1 (en) 1997-04-30 1998-04-16 Expression of fungicide-binding polypeptides in plants for producing fungicide tolerance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK137299A3 true SK137299A3 (en) 2000-05-16

Family

ID=7828212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1372-99A SK137299A3 (en) 1997-04-30 1998-04-16 Expression of fungicide-binding polypeptides in plants for producing fungicide tolerance

Country Status (22)

Country Link
EP (1) EP0979295A1 (en)
JP (1) JP2001523101A (en)
KR (1) KR20010020387A (en)
CN (1) CN1254381A (en)
AR (1) AR015626A1 (en)
AU (1) AU737242B2 (en)
BG (1) BG103840A (en)
BR (1) BR9808698A (en)
CA (1) CA2288432A1 (en)
DE (1) DE19718251A1 (en)
EA (1) EA199900889A1 (en)
GE (1) GEP20032959B (en)
HU (1) HUP0003594A3 (en)
ID (1) ID22915A (en)
IL (1) IL132252A0 (en)
NO (1) NO995291L (en)
NZ (1) NZ500181A (en)
PL (1) PL336661A1 (en)
SK (1) SK137299A3 (en)
TR (1) TR199902681T2 (en)
WO (1) WO1998049329A1 (en)
ZA (1) ZA983594B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10033750A1 (en) * 2000-07-12 2002-01-31 Mpb Cologne Gmbh Molecular Pla Pathogen resistance in organisms

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1248361B (en) * 1991-06-28 1995-01-05 Enea PLASMIDIC VECTORS FOR THE EXPRESSION OF GENES IN PLANTS
IL109159A (en) * 1993-03-29 2003-11-23 Isk Biotech Corp Immunoassays for tetrachloroiso-phthalonitrile and its metabolites and antibodies for use therein

Also Published As

Publication number Publication date
DE19718251A1 (en) 1998-11-05
IL132252A0 (en) 2001-03-19
KR20010020387A (en) 2001-03-15
NO995291D0 (en) 1999-10-29
ID22915A (en) 1999-12-16
JP2001523101A (en) 2001-11-20
BR9808698A (en) 2000-07-11
TR199902681T2 (en) 2000-07-21
CN1254381A (en) 2000-05-24
CA2288432A1 (en) 1998-11-05
GEP20032959B (en) 2003-04-25
WO1998049329A1 (en) 1998-11-05
AR015626A1 (en) 2001-05-16
HUP0003594A3 (en) 2002-10-28
NO995291L (en) 1999-12-20
EP0979295A1 (en) 2000-02-16
PL336661A1 (en) 2000-07-03
ZA983594B (en) 1999-10-29
AU737242B2 (en) 2001-08-16
BG103840A (en) 2000-07-31
HUP0003594A2 (en) 2001-02-28
AU7335698A (en) 1998-11-24
EA199900889A1 (en) 2001-04-23
NZ500181A (en) 2001-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11510694A (en) DNA construct
JP6506278B2 (en) Micropeptide and its use to modulate gene expression
CZ143589A3 (en) Process for preparing substantially pure chemically controlled dna
JP2003523173A (en) Herbicide-tolerant plants
JP2002508665A (en) Receptor kinase Bin1
WO2014036806A1 (en) Glyphosate-tolerant gene and an application thereof
Farran et al. High‐density seedling expression system for the production of bioactive human cardiotrophin‐1, a potential therapeutic cytokine, in transgenic tobacco chloroplasts
Saalbach et al. High-level expression of a single-chain Fv fragment (scFv) antibody in transgenic pea seeds
US5990385A (en) Protein production in transgenic alfalfa plants
ES2365602T3 (en) CHAPERONA TYPE OLIGOMERIC PROTEINS, STABLE TO DENATURALIZERS AND / OR PROTEASA RESISTANT, POLINUCLEOTIDES CODING THE SAME AND ITS USES.
JP2002532114A (en) Transgenic plants and methods for producing them
JP7010819B2 (en) Transformed plants with herbicide resistance
US8329987B2 (en) Metal resistant plants and methods of manufacture thereof
SK137299A3 (en) Expression of fungicide-binding polypeptides in plants for producing fungicide tolerance
JP2003230379A (en) Resistivity to virus and viroid in transgenic plant and animal host expressing double strand rna-binding protein
WO2006057306A1 (en) Poaceous plant with enhanced stress tolerance and/or productivity and method of creating the same
CZ382199A3 (en) Production of plants being tolerant to fungicides due to expression of polypeptides binding fungicides in plant
SK126499A3 (en) Expression of herbicide-binding polypeptides in plants to produce herbicide tolerance
MXPA01009823A (en) Insect viral vectors and uses thereof.
EP1029064B1 (en) Protein production in transgenic alfalfa plants
US20030014774A1 (en) Transgenic rice plant and its family with environmental stress resistant by proline accumulation of high level and its production
JPWO2003072774A1 (en) K + transporter and its use
US20150353951A1 (en) Synthetic glyphosate-resistant gene and use thereof
Junco et al. International application published under the patent cooperation treaty (PCT)
Wang-Pruski et al. Transfer and expression of the genes of Bacillus branched chain alpha-oxo acid decarboxylase in Lycopersicun esculentum