WO1997024449A1 - Cold-inducible promoter sequences - Google Patents

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WO1997024449A1
WO1997024449A1 PCT/JP1996/003822 JP9603822W WO9724449A1 WO 1997024449 A1 WO1997024449 A1 WO 1997024449A1 JP 9603822 W JP9603822 W JP 9603822W WO 9724449 A1 WO9724449 A1 WO 9724449A1
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cold
inducible promoter
nucleotides
seq
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PCT/JP1996/003822
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Toshiki Mine
Akio Ohyama
Tooru Hiyoshi
Keisuke Kasaoka
Original Assignee
Japan Tobacco Inc.
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/415Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from plants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8216Methods for controlling, regulating or enhancing expression of transgenes in plant cells
    • C12N15/8222Developmentally regulated expression systems, tissue, organ specific, temporal or spatial regulation
    • C12N15/8223Vegetative tissue-specific promoters
    • C12N15/8226Stem-specific, e.g. including tubers, beets
    • 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
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    • C12N15/82Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
    • C12N15/8216Methods for controlling, regulating or enhancing expression of transgenes in plant cells
    • C12N15/8237Externally regulated expression systems

Definitions

  • the present invention relates to a promoter sequence having a sex Ala that induces gene expression at a low temperature.
  • the low-temperature-inducible promoter sequence of the present invention is useful for suppressing the amount of reducing sugars in potato tubers during low-temperature storage, for suppressing germination of potato tubers, and for imparting low-temperature tolerance to plants.
  • the promoter of the storage protein patatin gene has been widely used worldwide (EMBO J. 8 (1): 23 -29. 1989. Biol. 12: 41-50, 1989, Bio / Technology 12: 1101-1105, 1994, etc.).
  • the expression of the batatin gene increases with the growth and enlargement of the tuber, the enlargement of the tuber is at the same time that various metabolic systems such as conversion from distant sugar to starch are activated. Therefore, depending on the type of the gene linked to the batatin promoter, metabolic system may be disrupted and the yield may be reduced.
  • the expression level is low in plants under normal conditions, and efficient expression is possible only in roses during low-temperature storage It may be necessary to isolate and use the promoters used in the experiments.
  • cDNAs Five cold-inducible genes (cDNAs) have been isolated from potato tubers (Plant Physiol. 104: 445-452, 1994), two of which are smal lhe t-shock proteins of other plants or other species. Similarity has been found with genes such as plant cold induction protein and ABA induction protein. The other three have not been analyzed. The nuclear genes (including promoters) of these cDNAs have not been reported. All of these appear to be genes that respond rapidly to low temperatures (react within a week). It is of course possible to apply the promoters of the above-mentioned known genes to crops (potatoes and the like) that need to be stored at low temperatures. However, it is not clear whether these promoters (Plant Physiol.
  • An object of the present invention is to induce gene expression in potato tubers at low temperature, but hardly to induce expression in other organs other than tubers and at room temperature, and to have expression for 5 months or more. It is to provide a novel cold-inducible promoter that is long-lasting.
  • Another object of the present invention is to provide a DNA fragment useful as a probe for finding a novel cold-inducible promoter present in potato or other plants.
  • the present invention provides a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, a sequence consisting of the 1st to 3546th nucleotides or a part thereof having a cold-inducible promoter activity, or Provided is a DNA sequence having a cold-inducible promoter activity, wherein one or more nucleotides of these sequences are deleted or substituted, or one or more nucleotides are inserted or added to these sequences.
  • the present invention provides a sequence represented by SEQ ID NO: 2 in the sequence listing, a sequence consisting of the 1st to 420th bases or a part thereof having a cold-inducible promoter activity, or A DNA sequence having a cold-inducible promoter activity, wherein one or more nucleotides of the above sequence are deleted or substituted, or one or more nucleotides are inserted or added to these sequences.
  • gene expression is induced in potato chunks at low temperatures, but is hardly induced in other organs other than tubers and at room temperature, and the expression is extended over a long period of 5 months or more.
  • a new, low-temperature inducible promoter sequence was provided. By using the promoter sequence of the present invention, it is possible to suppress the amount of reducing sugars in potato tubers during low-temperature storage, suppress the germination of potato tubers, and impart low-temperature tolerance to plants.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing a procedure for constructing a construct for introducing an LCIP2-10 promoter.
  • the low-temperature-inducible promoter sequence of the present invention is a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, the sequence consisting of the 1st to 354th nucleotides, or the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2. Of these, it is included in the sequence consisting of the 1st to 420th bases. These sequences exhibit a low-temperature-inducible promoter activity as a whole, but even a part of these sequences exhibit a low-temperature SI-inducible promoter activity, for example, as shown in SEQ ID NO: 1 in the sequence listing. Out of the base sequence A sequence consisting of the 54th base is included in the scope of the present invention.
  • a sequence containing a sequence consisting of the 248th to 354th bases in the sequence of SEQ ID NO: 1 and having a low-temperature-inducible promoter activity is also included in the scope of the present invention. It is something that is done.
  • AGTJ is the translation initiation codon at the 357th to 354th position of SEQ ID NO: 1 in the sequence listing, or at the 421st to 412th position of the SEQ ID NO: 2 at the 421st to 421rd position.
  • mRNA (cDNA) sequence of the third and subsequent positions of the sequence represented by SEQ ID NO: 1 is shown in SEQ ID NO: 3 together with the predicted amino acid sequence encoded by the sequence.
  • the term “cold-inducible” means that when the expression of a gene by a promoter is induced at a temperature of 6 ° C or less and the temperature is maintained at 6 ° C or less, the expression is 5 months or more. It means to last.
  • DNA sequences having a low-temperature-conducting promoter activity in which a small number of nucleotides are deleted or substituted or a small number of nucleotides are inserted or added to these sequences are also included in the scope of the present invention.
  • nucleotides in these sequences have DNA sequences having cold-inducible promoter activity, deleted, substituted, or inserted or added with a small number of nucleotides in these sequences are also included in the scope of the present invention.
  • nucleotides can be performed, for example, by well-known site-directed mutagenesis (eg, Nucleic Acid Research, Vol. 10, No. 20, p6487-6500, 1982).
  • site-directed mutagenesis eg, Nucleic Acid Research, Vol. 10, No. 20, p6487-6500, 1982.
  • one or more nucleotides refers to a number of nucleotides that can be added, inserted, deleted or substituted by site-directed mutagenesis.
  • Site-directed mutagenesis can be performed, for example, as follows using a synthetic oligonucleotide primer complementary to the single-stranded phage DNA that is to be mutated, except for the specific mismatch that is the desired mutation. That is, a strand complementary to the phage is synthesized using the above-described synthetic oligonucleotide as a primer, and the resulting double-stranded DNA is used to transform a phage-carrying host bacterium. Cultures of the transformed bacteria are plated on agar and plaques are formed from single cells containing the phage. Then, theoretically, 500/0 new colonies will contain the phage with the mutation as a single chain, and the remaining 50% will have the original sequence.
  • a kinase-treated synthetic probe is used. Let it form a hybrid. Next, a plaque that forms a hybrid with the probe is picked up, cultured, and DNA is recovered.
  • the method for substitution, deletion, addition or insertion of one or more nucleotides in the promoter sequence that does not cause the loss of the low-temperature-inducible promoter activity includes, in addition to the site-directed mutagenesis described above, And a method of selectively cleaving the gene, removing, adding, or substituting the selected nucleotide, and then ligating the gene.
  • nucleotide sequences shown in SEQ ID NOS: 1 and 2 have been determined according to the following process.
  • a cDNA library derived from tubers stored at 4 ° C for a long time was prepared and hybridized with mRNAs of various growing potato tissues (leaves, stems, roots, calli, growing tubers). (Not strict) c DN that hybridizes with tuber mRNA during cold storage The A clone was isolated, and the clay group sequence was determined and analyzed.
  • the promoter sequence of the present invention can be obtained by a method comprising the steps (1) to (8) and described in detail in the following Examples.
  • the nucleotide sequence of the promoter sequence has been clarified, so that DNA containing the promoter sequence can be easily obtained by a PCR method or the like using the potato genome as a ⁇ -type.
  • sequences described in SEQ ID NOS: 1 and 2 have no homology to a known low temperature inducible gene from potato mass II. Therefore, the promoter sequence of the present invention is considered to be a novel type of promoter sequence different from those known in the art.
  • the low-temperature inducible promoter sequence of the present invention has non-purple weak gene expression in leaves, roots, stems and tubers growing at room temperature (20 ° C.). Expression is induced by keeping the harvested tubers at a low temperature (below 6 ° C). It is induced in organs other than tubers (leaves, stems, roots) by cold treatment, but only slightly. However, sprouting from the cold-stored lump ⁇ ⁇ ⁇ is considerably induced. On the other hand, the previous report (Plant Physiol. 104: 445-452, 1994) does not mention the expression of organs other than tubers.
  • the gene of the present invention cannot be said to be a low-temperature storage lump-specific gene in a strict sense, but is considered to be close to it, and can be said to be an effective gene (promoter one) for maintaining quality after harvesting.
  • the low-temperature-inducible promoter sequence of the present invention induces gene expression at low temperatures, and the expression is released when the temperature is returned to room temperature.
  • this gene is considered to belong to the group that responds slowly to low temperatures (expression reaches approximately 1 week in low-temperature treatment for about 1 week).
  • Van Berkel et al. Plant Physiol. 104: 445-452, 1994
  • Van Berkel et al. have not succeeded in isolating genes belonging to this group). Therefore, expression control by temperature is possible.
  • the low-temperature-inducible promoter sequence of the present invention induces long-term expression (at least 5 months) when stored at low temperature. On the other hand, it has not been confirmed in the gene reported previously (Plant Physiol. 104: 445-452, 1994). By using the promoter sequence of the present invention, long-term gene control becomes possible.
  • the low-temperature inducible promoter sequence of the present invention can be used for the following applications.
  • an acid invertase inhibitor (Ovalle et al., Plant Science 108 (1995) 133-141) gene, vacuolar acid invertase (EMBL Data Library accession number X76946) antisense Gene, PFK (EC 2.7.1.1.11, International Publication Number: W095 / 05457) gene, starch phosphorylase (Brisson et al., Plant Cell 1 (1989) 559-566; Mori et al. , J. Biocem 266 (1991) 18446-18453, Sonnwald et al. Plant Mol. Biol.
  • antisense gene / S- or ⁇ -amylase (Kreiberg and Gaushing, 12th Triennial Conerence of the European Association for Potato Research, Abstracts (1993) 334-335)
  • Antisense gene ADP-glucose pyrophosphorylase (Stark et al., Science 258 (1992) 287-292) ⁇ By connecting the gene, etc.
  • the potato tuber can be returned to the tuber when stored at low temperature. It is possible to suppress the amount of sugar. Thereby, coloring when processed into French fries or potato fries can be prevented.
  • the promoter of the present invention has a property of inducing expression at a low temperature and stopping expression when the temperature is returned to normal temperature.
  • the yeast invertase gene (Sonnewald et al. Plant J. 1 (1991) 95-100)
  • the Escherichia coli inorganic pyrophosphatase is gene (Sonne ald, Plant J. 2 (1992) 571-581; Jel i tto et al. Planta 188 (1992) 238-244)
  • ent-kaurene synthetase ent-kaurene synthetase (gibberellin biosynthetic gene, Sun et al.
  • Plant Cel l 4 (1992) 119-128) antisense gene It is possible to control growth such as gene expression at low temperature (does not germinate) and release expression at normal temperature (germinate) by quickly setting and introducing into plants such as potatoes and onions. (iii) Imparting cold tolerance to plants
  • the probe of the present invention has at least 15 consecutive nucleotides in the nucleotide sequence from the 45th to the 83rd nucleotide or the nucleotide sequence complementary thereto in the sequence shown in SEQ ID NO: 3 in the sequence listing. It consists of a DNA fragment having a base sequence.
  • the sequence from the 45th position to the 839th position in SEQ ID NO: 3 or a sequence highly homologous to this sequence is likely to be present downstream of the cold-inducible promoter sequence. Therefore, a new cold-inducible promoter existing in potato or other plants can be found by searching the plant genome DNA using this sequence or a part thereof as a probe.
  • the probe is designed based on the above sequence, and its length is preferably at least 15 consecutive nucleotides or more. May be the length.
  • the probe may be single-stranded or double-stranded, but at least ⁇ single-stranded when used.
  • a DNA fragment probe selected from the above-mentioned sequences is a sequence obtained by adding, deleting, inserting or oxidizing nucleotides so as not to lose the property of specifically hybridizing to the above-mentioned sequence or a sequence highly homologous thereto.
  • the method of adding, deleting, inserting or substituting the nucleotide sequence can be performed in the same manner as the method used for the above-described low-temperature inducible promoter of the present invention.
  • the probe of the present invention can be prepared by cleaving a DNA fragment represented by SEQ ID NO: 3 in the sequence listing obtained by a method described in detail in Examples below with an appropriate restriction enzyme. It can also be prepared by performing a PCR reaction using a sample containing this sequence. Alternatively, a commercially available DNA synthesizer (for example, It is also possible to synthesize a single-stranded DNA as a probe by the method used by Kinelma Inc.).
  • the probe of the present invention can be recognized by a commonly used method, for example, using a radioisotope, a detectable enzyme, or the like.
  • a radioisotope for example, 32 P
  • the primer is ligated with a random priming label
  • a synthetic primer is used, it is ligated with a phosphorylase. It is convenient to know.
  • Hybridization when using the probe of the present invention can be carried out by a method of resentment. In general, this is done with a medium hybridization intensity (hybridization at 42 ° C to 50 ° C and washing with 0.1 x SSC).
  • DNA was prepared by the hot phenol method from young leaves of potato variety Toyoshiguchi, Tomato variety House Odoriko, tobacco variety F104, corn variety A188, and rice variety Morning Light.
  • DNA (lOjug) extracted from each variety was digested with restriction enzymes EcoRI or Hindlll (BamHI, BglII, EcoRV, and XbaI were also used for copy number test in potato genome).
  • DNA was extracted by hot phenol method from potato cultivar Toyoguchi's young leaves, and 100 ⁇ g of DNA was partially digested with 0.0078 or 0.0156 units of restriction enzyme Sau3AI (Takara) for 1 hour (reaction buffer was Takara Use the attached one). The reaction was stopped with EDTA at a final concentration of 40 mM, and after extraction with ethanol / chloroform and ethanol precipitation, the digested DNA was dissolved in 150 ⁇ l of ⁇ .
  • Sau3AI Sau3AI
  • the gradient is 10-40% sucrose density (20 mM Tris, pH 8.0, ImM EDTA, 200 mM NaCl in a final concentration of 40, 32.5, 25, 17.5 , 10% sucrose dissolved in a stack) were prepared.)
  • eccentric separation was performed at 20,000 rpm and 20 ° C for at least 17 hours. Fractions containing fragments of 15 kb or more were combined, concentrated by ethanol precipitation, 0.4 ug of which was ligated with 1 ig of ⁇ DASHIl / BamHK Stratagene) and ligated with Gigapackll Gold.
  • the packaging reaction was performed using the protocol attached to Stratagene, Inc. About 800,000 clones were multi-primed (Molecular clonin). g: A Laboratory Manual / Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory, 1989) The cDNA (CIP353) EcoRI fragment was screened as a probe in the same manner as in Example 1 to obtain two (positive clones (LCIP2 -10 and LCIP1-2) DNA extraction from phage and subcloning into a plasmid vector were performed as described in the literature (Molecular Cloning: A Laboratory Manual / Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory, 1989).
  • RNA As a material for reverse transcription PCR, use 10 g of total RNA from each tissue of the potato cultivar Toyoshiguchi, mix with 500 ng of oligo-dT (add water to make the total volume 551), and at 70 ° C for 10 minutes Processed.
  • the reaction mixture (5xlst. Strand buffer (BRL) 201, 10mM dNTPs ⁇ I, lOOmM DTT 10 ⁇ 1, Rase inhibitor (Pharmacia) 5 ⁇ 1, Superscript RTase (BRL) 51) is mixed with this.
  • PCR reaction using the synthesized cDNA 1-lOOng as type II (cDNA 1-lOOng, Primer 10 pmolx2, 2.5tnM dNTPs 1.6 ⁇ 1, lOxPCR buffer (Takara) 2 ⁇ 1, rTaq (Takara) 0.2 1, A total of 20 1) was performed.
  • the reaction conditions when using the above 12S and 325aR primers were 94 ° C for 30 seconds, 45 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 60 seconds and 30 cycles, and 94 when using the 210S and 325aR primers.
  • C was 30 seconds, 47 ° C for 30 seconds, 72 ° C for 60 seconds, and 30 cycles.
  • PCR products were analyzed by agarose gel filtration.
  • sequence reaction and sequence determination were performed by the dideoxy method (ABI, Taq Dye Deoxy Terminator Cycle Sequencing Kit) using plasmid DNA as a type II, and the DNA sequencer (ABI, 373A). Analysis of the sequence was performed via GENETYX (software development company) software.
  • sequence shown in SEQ ID NO: 1 was obtained from one of the above two genomic clones.
  • sequence and the sequence shown in SEQ ID NO: 2 were obtained from the other clone.
  • sequence shown in SEQ ID NO: 3 was obtained from the above cDNA clone (CIP353).
  • Genomic clone LCIP2-10 was digested with restriction enzyme Asp718 (Boehringer), and an Asp718 fragment containing about 200 bp upstream of the starting ATG was introduced into pUC19 plasmid to obtain a recombinant plasmid P210A8.
  • this plasmid (p210A8) was made into type III, and PCR (94 ° C for 20 seconds, 55 ° C for 30 seconds, 72 ° C60 Seconds, 25 cycles).
  • the amplification product was subcloned into a cloning vector (Invitrogen) to produce p210Pro (200), a vector containing only a region of about 200 bp upstream of the starting ATG.
  • the vector was inserted into the 5 'upstream region of the vector (pLUClOl) substituted with the Lucifer I lase II gene (Science 234: 856-859, 1986) using Hindlll and BamHI sites to obtain PLUC210 (200).
  • a pUC18 vector (p210X1) into which an Xbal (Takara) digested fragment containing about lOOOObp upstream of the starting ATG derived from genomic clone LCIP2-10 was introduced, and an 800 bp fragment isolated from this vector by digestion with the restriction enzyme Asp718.
  • a fragment (about -200 to -100bp upstream of ATG) was inserted into the Asp718 site of pLUC210 (200), and a transformation vector, pLUC210 (1000), in which an about lkb promoter region and a luciferase gene were linked, was used.
  • pLUC210 1000
  • the vector for conversion to form K (pLUClOl and pLUC210 (1000)) was introduced into the bacterium Agrobacterium tumefaciens LBA440 by the three-way crossing method (Plant Gene Transfer Manual, Kodansha, 1990) and used for plant transformation. Transformation was performed according to the literature (Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6— “! 33783).
  • Proliferated form K transformants were excised from each single node and cultured on a liquid medium of Linsmaier and Skoog (Physiol. Plant. 18: 100-127, 1965) for 3 to 4 weeks (20 ° C, 16 hours photoperiod) ) Then, the medium was replaced with Linsmaier and Skoog (Physiol. Plant. 18: 100-127, 1965) liquid medium containing 80 g / l sucrose, and cultured at 20 ° C in the dark for at least 4 to 5 weeks. did. The formed microtuber is washed, drained, and put in a petri dish at 20 ° C or 4 in the dark. Plants growing on agar medium of Linsmaier and Skoog (Physiol. Plant. 18: 100-127, 1965) were also subjected to storage tests at 20 ° C or 4 ° C in the dark. tried.
  • Lucifer Xase activity was measured according to the literature (Science 234: 856-859. 1986). Add 3 to 10 volumes of extraction buffer (100 mM potassium phosphate buffer (pH 7.5), 1 mM dithiothreitol) per fresh weight, grind, centrifuge (15000 rpm, 5 min), and centrifuge the supernatant. The extract was used. After mixing 50 I of the crude extract and 100 ⁇ I of a buffer for activity measurement (36 mM glycylglycine buffer (pH 7.8). 1 mg / ml bovine blood albumin, 20 mM magnesium chloride, 12 mM ATP), add 0.4 mM luciferin to 100 mM.
  • a buffer for activity measurement 36 mM glycylglycine buffer (pH 7.8). 1 mg / ml bovine blood albumin, 20 mM magnesium chloride, 12 mM ATP
  • LUC1000-1-1 PLUC210 (1000) Unstored 25900 LUC1000-1-1 PLUC210 (1000) 4 ° C, 4 weeks 36000
  • Sequence type nucleic acid
  • Organism name Potato (So l anum tuberosum L.)
  • Sequence type nucleic acid
  • Sequence type nucleic acid
  • AAA TCT AAT CAA CTC AAA AAA GGT AAT AAG ACT GTG AAG GTT GAG AAG 296 Lys Ser Asn Gin Leu Lys Lys Gly Asn Lys Thr Val Lys Val Glu Lys

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Description

明細書
低温誘導性プロモーター配列
技術分野
本発明は、 低温において遺伝子発現を誘導する性莨を有するプロモーター配列 に関する。 本発明の低温誘導性プロモーター配列は、 低温貯蔵中のバレイショ塊 茎中の還元糖量の抑制、 バレイショ塊茎の発芽抑制及び植物への低温耐性の付与 に有用 Cめ" ©。
背景技術
多くの作物は、 収穫後、 低温等の処理により品質を長期間維持させることが必 須である。 しかし、 バレイショ塊茎では低温貯蔵中に Low temperature sweeteningといわれる還元糖蓄稜が起こリ、 その際生成された還元糖が、 フレ ンチフライ、 ポテトチップス等の加工製品作成時に呈色反応 (メイラード反応) を引き起こし、 商品価値を著しく低下させることが広く知られている。 また、 果 実などではエチレン生成による軟化等が知られており、 これらの問題点を解決す るための研究、 すなわち収穫後生理 (Post-harvest physiology) は現在世界中 で広く行われている研究分野の一つである。
バレイショ塊茎で外来遺伝子を特異的に発現させる際には、 貯葳タンパク筲パ タチン遺伝子のプロモーターが世界的に広く使用されてきた (EMBO J. 8(1) : 23 -29. 1989. Plant Moに Biol. 12: 41-50, 1989, Bio/Technology 12: 1101- 11 05, 1994等) 。 バタチン遺伝子の発現は塊茎の生育、 肥大に伴い増大するが、 塊茎の肥大時は同時に遠元糖からデンプンへの転換をはじめとする種々の代謝系 が活性化している時期でもある。 そのためバタチンプロモーターに連結する遺伝 子の種類によっては代謝系の撹乱、 さらには収量減等につながる恐れがある。 こ のような問題を回避し、 貯蔵時の品質維持を効率的に行うためには、 通常条件下 の植物体中では発現量が少なく、 低温貯蔵中の瑰茎でのみ効率的な発現を可能に するプロモータ一を単離、 利用することが必要と思われる。
低温锈導性遺伝子は、 原核、 真核生物を問わず、 数多くの種類が単離、 報告さ れている (総説として、 組織培養 19(10) : 357-361, 1993等がある) 。 また、 バレイショ塊薹からも単離例がある (Plant Physiol. 104: 445-452, 1994 )。 同じ Solanum厲植物からはォスモチン類似遺伝子が単離され、 これが低温で誘 導されることが報告されている (Plant Mol. Biol. 21 : 729-735, 1993) 0 バレイ ショ塊茎からの単離例は、 上記 1報のみである。
バレイショ塊茎から低温誘導性遺伝子 (c D N A ) は 5種類単離されており ( Plant Physiol . 104 : 445-452, 1994 ) 、 そのうち 2種は他種植物の smal l hea t- shock proteinあるいは他種植物低温誘導タンパク質、 A B A誘導タンパク質 等の遺伝子と類似性が見いだされている。 他の 3種については未解析である。 こ れら c D N Aの核遗伝子 (プロモーターを含む) は報告されていない。 これらは いずれも低温に対する反応が早い (1週間以内に反応する) 遺伝子と思われる。 上記既知遺伝子のプロモーターを低温貯蔵する必要がある作物 (バレイショ等 ) に応用することはもちろん可能である。 しかし、 これらプロモーター (Plant Physiol . 104 : 445-452, 1994 等) が目的とする器官にのみ高発現を誘導するか は明かではない (低温時に他の器官でも誘導される可能性がある) 。 また、 «温 下においてもある程度発現する可能性がある。 すなわち、 これら既知遗伝子プロ モーターが低温条件下のバレイショ塊茎等、 貯蔵を目的とする器官でのみ効率的 な遗伝子発現を行えるかは明かではない。 また、 バレイショ塊茎の貯蔵期間は数 力月間の長期に及ぶため、 その間上記プロモーターが機能するかどうかは不明で ある (Plant Physiol. 104 : 445-452, 1994 、 この文献では 1力月程度しか調査 していない。 ) 。
発明の開示
本発明の目的は、 バレイショ塊茎中で、 低温下において遺伝子発現が锈導され るが、 塊荃以外の他の器官及び常温下においてはほとんど锈導されず、 かつ、 発 現が 5力月以上の長期にわたつて持続する、 新規な低温誘導性プロモーターを提 供することである。
さらに本発明は、 バレイショもしくは他の植物中に存在する新たな低温誘導性 プロモータを見いだすためのプローブとして有用な D N A断片を提供することも 目的とするものである。
本願発明者らは、 鋭意研究の結果、 バレイショ塊茎中で、 低温下において遺伝 子発現が誘導されるが、 塊茎以外の他の器官及び常温下においてはほとんど誘導 されず、 かつ、 発現が 5力月以上の長期にわたって持続する、 新規な低温誘導性 プロモーター配列を見出し、 かつ、 その塩基配列を決定することに成功し、 本発 明を完成した。
すなわち、 本発明は、 配列表の配列番号 1で表される塩基配列のうち、 第 1番 目〜第 3 5 4 6番目の塩基から成る配列若しくは低温誘導性プロモーター活性を 有するその一部、 又はこれらの配列のうち 1又は複数のヌクレオチドが欠失し、 置換し又はこれらの配列に 1又は複数のヌクレオチドが挿入若しくは付加された, 低温誘導性プロモータ一活性を有する D N A配列を提供する。
また、 本発明は、 配列表の配列番号 2で表される配列のうち、 第 1番目〜第 4 1 2 0番目の塩基から成る配列若しくは低温誘導性プロモーター活性を有するそ の一部、 又はこれらの配列のうち 1又は複数のヌクレオチドが欠失し、 置換し又 はこれらの配列に 1又は複数のヌクレオチドが揷入若しくは付加された、 低温誘 導性プロモーター活性を有する D N A配列を提供する。
本発明により、 バレイショ塊荃中で、 低温下において遺伝子発現が誘導される が、 塊茎以外の他の器官及び常温下においてはほとんど誘導されず、 かつ、 発現 が 5力月以上の長期にわたつて持続する、 新規な低温誘導性プロモータ一配列が 提供された。 本発明のプロモーター配列を利用することにより、 低温貯蔵中のバ レイショ塊茎中の還元糖量の抑制、 バレイショ塊茎の発芽抑制及び植物への低温 耐性の付与等が可能になる。
図面の簡単な説明
図 1は、 L C I P 2— 1 0プロモータ導入のためのコンストラク ト作製手順を 示した説明図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明の低温誘導性プロモーター配列は、 配列表の配列番号 1で示される塩基 配列のうち、 第 1番目〜第 3 5 4 6番目の塩基から成る配列、 又は配列番号 2で 示される塩基配列のうち第 1番目〜第 4 1 2 0番目の塩基から成る配列中に含ま れる。 これらの配列は、 その全体でも低温誘導性プロモーター活性を発揮するが、 これらの配列中の一部であっても低温 SI導性プロモーター活性を発揮するもの、 例えば、 配列表の配列番号 1に示される塩基配列のうち、 第 2 4 1 8番目〜第 3 5 4 1番目の塩基から成る配列等は本発明の範囲に含まれる。 また、 この配列番 号 1の配列中の第 2 4 1 8番目〜第 3 5 4 1番目の塩基からなる配列を含む配列 であって低温誘導性プロモータ活性を有するものも本発明の範囲に含まれるもの である。
なお、 配列表の配列番号 1の第 3 5 4 7番目〜第 3 5 4 9番目、 又は配列番号 2の第 4 1 2 1番目〜 4 1 2 3番目の 「A T G J は翻訳開始コドンである。 また、 配列番号 1で示される配列の第 3 5 0 3番目以降の m R N A ( c D N A ) 配列が、 これがコードする推定ァミノ酸配列と共に配列番号 3に示されている。
本明細書において、 「低温誘導性」 とは、 プロモーターによる遺伝子の発現が 6 °C以下の温度において誘導され、 かつ、 温度を 6 °C以下に維持すれば、 その発 現が 5力月以上持続することを意味する。
一般に、 生理活性を有する D N Aの塩基配列が小さく変更された場合、 すなわ ち、 該塩基配列の中の 1又は複数のヌクレオチドが置換され若しくは欠失し又は 1又は複数のヌクレオチドが付加若しくは挿入された場合でも、 該 D N Aの生理 活性が維持される場合があることは周知の事実である。 従って、 上記した本発明 の低温誘導性プロモーター配列にこのような修飾が加えられ、 かつ、 低温誘導性 プロモーター活性を有する D N A配列も本発明の範囲内に含まれる。 すなわち、 配列表の配列番号 1で表される塩基配列のうち、 第 1番目〜第 3 5 4 6番目の塩 基から成る配列若しくは低温誘導性プロモーター活性を有するその一部に加え、 これらの配列のうち少数のヌクレオチドが欠失し、 置換し又はこれらの配列に少 数のヌクレオチドが挿入若しくは付加された、 低温锈導性プロモーター活性を有 する D N A配列も本発明の範囲に含まれる。 また、 この配列の一部である第 2 4 1 7番目〜第 3 5 4 1番目の塩基から成る配列若しくは低温誘導性プロモーター 活性を有するその一部に加え、 これらの配列のうち少数のヌクレオチドが欠失し、 置換し又はこれらの配列に少数のヌクレオチドが挿入若しくは付加された、 低温 誘導性プロモーター活性を有する D N A配列も本発明の範囲に含まれる。
同様に、 配列表の配列番号 2で表される塩基 列のうち、 第 1番目〜第 4 1 2 0番目の塩基から成る配列若しくは低温誘導性プロモーター活性を有するその一 部に加え、 これらの配列のうち少数のヌクレオチドが欠失し、 置換し又はこれら の配列に少数のヌクレオチドが挿入若しくは付加された、 低温铳導性プロモータ 一活性を有する D N A配列も本発明の範囲に含まれる。
ヌクレオチドの付加、 挿入、 欠失又は置換は、 例えば、 周知技術である部位特 異的変異誘発 (例えば Nucleic Acid Research, Vol. 10, No. 20, p6487-6500, 1982) により実施することができ、 本明細書において 「1又は複数のヌクレオ チド」 とは、 部位特異的変異誘発法により付加、 挿入、 欠失又は S換できる程度 の数のヌクレオチドを意味する。
部位特異的変異誘発は、 例えば、 所望の変異である特定の不一致の他は変異を 受けるべき一本鎖ファージ D N Aに相補的な合成オリゴヌクレオチドプライマ一 を用いて次のように行うことができる。 すなわち、 プライマーとして上記合成ォ リゴヌクレオチドを用いてファージに相補的な鎖を合成させ、 得られた二重鎖 D N Aでファージ担持性宿主細菌を形質耘換する。 形質転換された細菌の培養物を 寒天にプレートし、 ファージを含有する単一細胞からプラークを形成せしめる。 そうすると、 理論的には、 5 0 0/0の新コロニーが単鎖として変異を有するファー ジを含有し、 残りの 5 0 %が元の配列を有する。 得られたプラークを、 上記所望 の変異を有する D N Aと完全に一致するものとはハイブリッド形成するが、 もと の鎖を有する不一致のものとはハイブリツド形成しない温度において、 キナーゼ 処理された合成プローブとハイブリッド形成せしめる。 次に該プローブとハイブ リ ド形成するプラークを拾い、 培養し、 D N Aを回収する。
なお、 プロモーター配列に、 低温誘導性プロモーター活性を喪失せしめない 1 又は複数のヌクレオチドの置換、 欠失、 付加又は挿入の方法としては、 上記の部 位特異的変異誘発の他にも、 遗伝子を変異原で処理する方法及び遺伝子を選択的 に闋裂し、 次に選択されたヌクレオチドを除去、 付加、 又は置換し、 次いで連結 する方法もある。
下 K実施例において詳述するように、 配列番号 1及び 2に示される塩基配列は、 次のような過程を踏んで決定されたものである。
(1) 長期間 4 °Cで保存した塊茎由来の c D N Aライブラリーを作製し、 生育中 の種々のバレイショ組織 (葉、 茎、 根、 カルス、 生育中の塊茎) の m R N Aとハ イブリせず (厳密ではない) 、 低温貯蔵中の塊茎 m R N Aとハイプリする c D N Aクローンを単離し、 埴基配列を決定および解析した。
(2) 上記(1) で使用した RN Aを用いてノーザン分析を行い、 通常条件下で生 育中のバレイショ植物体では殆ど発現が認められないことを再度確 |gした。
(3) 収穫後の塊茎を様々な温度 (3、 6、 9, 1 2. 1 5、 20°C) で長期 ( 5〜6力月程度) 貯蔵し、 これらの塊茎から抽出した RN Αを用いて、 低温で锈 導されるか、 どの温度以下にすれば誘導されるか、 どれくらいの期間発現してい るか、 低温から常温に戻すことにより発現が解除されるか等をノーザン法により チェックした。 その結果、 6°C以下の低温で誘導され、 発現は長期 (少なくとも 5— 6力月) 持続し、 低温から常温に戻すことにより発現が解除されること等を 確認した。
(4) 低温下で塊茎以外の組織にも発現が誘導されるかどうかをバレイショ in vitro 植物体を用いてチ Iックした。 その結果、 誘導は塊茎以外でも起こる可 能性があるが、 殆ど問趣にならないレベルと思われた (低温処理塊茎に比べ著し く変化が少ない) 。
(5) サザン分析により、 シングルコピー遺伝子であることを確認した。 また、 イネ、 トウモロコシ、 タバコ等ではバンドが検出されず、 他植物としてはトマト に検出された。
(6) ゲノムクローンを 2種単離した。 1つは開始 A TG前後の配列が c D N A 配列と完全に一致する。 もう一つは完全には一致しないが、 高い相同性を有し、 同じ機能を有する別の座位 (locus ) の遺伝子をコードするものと考えられた。 逆転写 P C Rにより解析した結果、 2種の遗伝子の発現パターンは殆ど同じと考 えられた。
(7) ゲノムクローンの AT G上流域の塩基配列解析の結果、 低温誘導性蛋白質 でよく見受けられる ABA耪導 (反応) モチーフは発見されず、 GA反応モチー フが何れのクローンにも見受けられた。 単離した 2種のゲノムクローンは、 AT G上流約 500 b pまではお互いに高い相同性 (80.3% ) を有していたが、 その 上流では裹ぃ相同性を示す領域は見い出せなかった。
(8) 単離したゲノムクローン 2種のうち 1種のプロモーター配列の一部をルシ フェラーゼ遗伝子 (Science 234: 856-859, 1986) をレポーターとしてバレイシ ョに導入した。 得られた形質転換体よリ作出したマイクロチューバ一の低温貯截 試験を行い、 プロモーターの低温誘導性を確認した。 また、 形質転換体の葉にお いてもわずかながら低温誘導性が見いだされた。
本発明のプロモーター配列は、 (1) ~ (8) の過程からなる、 下記実施例におい て詳述する方法により得ることができる。 また、 本発明により、 該プロモーター 配列の塩基配列が明らかになつたので、 該プロモーター配列を含む D N Αは、 バ レイショのゲノムを錶型とする P C R法等により容易に得ることができる。
配列番号 1ないし 2に記載されている配列は、 公知のバレイショ塊荃由来の低 温誘導性遺伝子とは相同性がない。 従って、 本発明のプロモーター配列は、 公知 のものとは異なるタイプの新規なプロモーター配列であると考えられる。
また、 本発明の低温誘導性プロモーター配列は、 常温 (2 0 °C) で生育中の葉、 根、 茎、 塊茎では遺伝子発現が非紫に弱い。 収穫した塊茎を低温 (6 °C以下) に おくことにより発現が誘導される。 低温処理により塊茎以外の器官 (葉、 茎、 根 ) でも誘導されるが、 わずかである。 ただし、 低温貯蔵した塊荃からの萌芽には かなり誘導される。 一方、 既報 (Plant Physiol. 104 : 445-452, 1994 ) では塊 茎以外の器官についての発現までは言及していない。 本発明の遺伝子は厳密な意 味での低温貯蔵塊荃特異的遺伝子とはいえないが、 それに近いものと考えられ、 収穫後の品質維持等に効果的な遺伝子 (プロモータ一) といえる。
本発明の低温誘導性プロモーター配列は、 低温で遺伝子発現が誘導され、 常温 に戻すと発現が解除される。 文献 (Plant Physiol . 104 : 445-452, 1994) の分類 によれば本遺伝子は、 低温に対する反応が遅いグループに属するものと考えられ る (低温処理 1週間程度では発現がブラ I -ーに達することはない。 van Berkel ら(Plant Physiol. 104 : 445-452, 1994) は、 このグループに属する遗伝子の単 離には成功していない) 。 従って、 温度による発現制御が可能である。
本発明の低温锈導性プロモーター配列は、 低温貯蔵時に長期間発現を誘導 (少 なくとも 5力月) する。 一方、 既報 (Plant Physiol . 104 : 445 - 452, 1994 ) の 遺伝子では確認されていない。 本発明のプロモーター配列を用いることによリ長 期の遺伝子制御が可能となる。
他の植物であるイネ、 トウモロコシ、 タバコには、 本発明の遺伝子と相同性の 高い遺伝子は見受けられなかった。 トマトには存在する。 従って、 イネ、 トウモ 口コシ、 タバコ等への遺伝子導入に本発明のプロモーターを使用することにより、 ジーン サイレンシング (Proc. Natl. Acad. Sci . USA, 88 : 1770-1774, 1991 ) の少ない遗伝子発現を行える可能性がある。
以上のことから、 本発明の低温誘導性プロモーター配列は、 下記の用途に用い ることが可能である。
(i ) バレイショ低温貯蕨塊荃中の還元糖量の制御 (還元糖量の抑制)
本発明のプロモーター配列の下流に、 例えば酸性インベルターゼインヒビター (Oval le et al . , Plant Science 108 (1995) 133-141)遗伝子、 液胞型酸性イン ベルターゼ (EMBL Data Library accession number X76946)アンチセンス遗伝子、 P F K (EC 2. 7. 1. 1 1 、 国際公開番号: W095/05457) 遺伝子、 スターチフォスフ オリラーゼ (Brisson et al. , Plant Cell 1 ( 1989) 559-566 ; Mori et al. , J. Bioc em 266 ( 1991 ) 18446-18453, Sonnwald et al. Plant Mol. Biol. 27 (19 95) 567-576)アンチセンス遺伝子、 /S—あるいは α—アミラーゼ (Kreiberg and Gaushi ng, 12th Triennial Conerence of the European Assoc i at ion for Potato Research, Abstracts (1993) 334- 335)アンチセンス遗伝子、 A D Pグル コースピロフォスフオリラーゼ (Stark et al. , Science 258 (1992) 287-292) 遗伝子等を連結することにより、 バレイショ塊茎を低温貯蔵した場合の塊茎中の 還元糖量を抑制することができる。 これにより、 フレンチフライやポテトフライ に加工した時の着色が防止できる。
(i i〉バレイショ塊茎の発芽抑制
本発明のプロモーターは、 低温で発現を誘導し、 常温に戻すと発現をストップ する性質を有する。 従って、 例えば酵母インベルターゼ遗伝子 (Sonnewald et al. Plant J. 1 (1991) 95 - 100) 、 大 8¾菌 inorganic pyrophosphatase is伝子 (Sonne ald, Plant J. 2 (1992) 571-581 ; Jel i tto et al. Planta 188 (1992) 238-244) 、 ent-kaurene synthetase (ジベレリン生合成系遗伝子、 Sun et al. Plant Cel l 4 ( 1992) 119-128) アンチセンス '遣伝子等を速結し、 ノくレイショ、 タマネギ等の植物に導入することにより、 低温下で遺伝子発現 (発芽しない) 、 常温下で発現解除 (発芽する) といった生育制御を行うことが可能である。 (i i i ) 植物への低温耐性の付与
低温下で、 例えばグリセロール一 3—リン酸ァシルトランスフ:∑:ラーゼ
(Murata et al. Nature 356 (1992) 710- 718)遺伝子、 Flaveria browni i由来 の Pyruvate, orthophosphate dikinase (PPDK, Usami et al. Plant Mol. Biol. 27 ( 1995) 969-980) 遺伝子等の発現により植物に低温耐性を付加することが可 能である。
次に、 本発明の他の側面である低温誘導性プロモーター検索用プローブについ て説明する。
本発明のプローブは、 配列表の配列番号 3記戴の配列のうち、 第 4 5番目〜第 8 3 9番目の塩基配列中、 もしくはそれらに相補的な塩基配列中の少なくとも連 続する 1 5塩基の配列を有する D N A断片よりなるものである。 上述した配列番 号 3中の第 4 5番目〜第 8 3 9番目までの配列もしくはこの配列と相同性の高い 配列は、 低温誘導性プロモータ配列の下流に存在する可能性が高い。 したがって、 この配列もしくはその一部の配列をプローブとして用いて植物ゲノム D N Aを検 索することにより、 バレイショもしくは他の植物中に存在する新たな低温誘導性 プロモータを見いだすことが可能となる。
プローブは、 上記配列に基づいて設計されるものであり、 その長さは少なくと も連続する 1 5塩基以上であることが好ましいが、 1 5塩基以上であれば上記配 列の全長までのいずれの長さであってもよい。 プローブは一本鎖でも二本鎖でも よいが少な〈とも使用時には一本鎖となる。 さらに、 上述した配列から選定され た D N A断片プローブを、 上記配列もしくはこれと相同性の高い配列に対し特異 的にハイブリダィズする性質を失わないように塩基の付加、 欠失、 挿入もしくは 鴛換した配列も本発明に含まれる。 なお、 この塩基配列の付加、 欠失、 挿入もし くは置換の方法は、 上述した本発明の低温誘導性プロモーターで用いる方法と同 様な方法で行なうことが可能である。
本発明のプローブは、 後述する実施例で詳述する方法により得られる配列表の 配列番号 3に記載の D N A断片を、 適当な制限酵素によって切断することにより 調製できる。 また、 この配列を含む試料を用いて P C R反応を行なうことによつ て、 調製することも可能である。 あるいは、 市販の D N A合成機 (例えば、 パー キンエルマ一社製) によリ惯用された方法により、 プローブとなる一本鎖 DN A を合成することも可能である。
本発明のプローブは慣用された方法により、 例えば、 放射線同位元素、 検出可 能な酵素等によリ檷識できる。 例えば32 Pを用いる場合、 一般に配列表 3記載 の DN A断片を用いる場合は、 ランダムプライミングラベルによリ棵 ¾し、 また、 合成プライマーを使用する場合はリン酸化酵素によリ 5 ' 末端檁識すると都合が よい。
本発明のプローブを用いる際のハイブリダィゼーシヨンは、 憤用された方法に より行なうことができる。 一般には、 中程度のハイブリダィゼーシヨン強度 (4 2°C〜50°Cでハイブリダィゼーシヨンを行い、 0.1 x S SCで洗浄) によって 行なう。
本発明のプローブを対象植物のゲノムライブラリ一に対して用い、 ハイブリダ ィゼーションが検出された場合は、 この遺伝子の上流域を特定することによリ新 たな低温锈導性プロモーターを得ることができる。
実施例
以下、 本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。 もっとも、 本発明は下 記実施例に限定されるものではない。
実施例 1 ディファレンシャルスクリーニング (上記(1)の過程)
7ヶ月 4°Cで貯蔵したバレイショ塊茎 (品種卜ヨシ口) より全 RNA を SD S Zフエノール法により抽出し、 Dynabeads (Dynal 社) により polyA+RNA を精 製した。 これを材料として cDNAを合成し、 A gUOベクターに連結、 ライブラリ 一 ¾:作製した (Amersham λ gtlO cloning kit, Amersham Japan) 。 ラづブラリ 一の作製に使用した polyA+RNAおよび肥大中の塊茎よリ抽出した polyA+RNAを 32 Pによリ摞識し、 ディファレンシャルスクリーニングを行った。
ハイブリダィゼーシヨン、 洗浄等は文献 (Proc. Natl. Acad. Scに USA 81 :19 91-1995, 1984) の方法により行い、 上記 2種のプローブにより得られたオート ラジオグラフを比較した。 貯蔵中にシグナルが增大すると思われる c DNAクロ ーンは、 つまようじでプレーティングし直した後、 再度ハイブリダィゼーシヨン を行った。 得られた才ートラジオグラフのシグナルをデンシトメ一ターにより測 定し、 シグナルの増大の著しいものをまず選抜し、 さらに、 塊茎以外の器官 (葉, 茎、 根、 カルス) の mRNAと強くハイブリダィズしないクローン (CIP353) を単 離した。
実施例 2 ノーザンブロット分析 (上記 (2)および (3)の過程)
種々のバレイショ組織 (品種トヨシ口の塊茎、 葉、 茎、 根および品種ケネベッ クの培養細胞) より総 RNA を SDS -フ 1ノール法にて抽出し、 グリオキサールゲ ノレ電 ;水動 (Molecular cloning: A Laboratory Manual /Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory, 1989) により分離後 (3 μ g/lane) 、 Gene-screen Plus膜 (Du Pont 社) に転写した。 プローブとしては、 マルチプライム摞識 (Molecular cloning: A Laboratory Manual /Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory, 1989 ) した cDNA (CIP353) の EcoRI 断片 (完全長) を用 いた。 膜への転写、 ハイブリダィゼーシヨン、 洗浄等は Gene-screen 膜に添付 のマニュアル (Du Pont 社) 通りに行った。 結果を表 1から表 3にまとめる。 表 1 バレイショ諸器官あるいは懸濁細胞における mR N Aの発現状況
器 官 mRNAレベル 葉 *1
蓥 *1 土
根 *1
懸濁細胞 *2
肥大中の塊荃
7力月低温 + + + + +
貯蔵した塊茎
*1培養苗に由来するもの
*2品種ケネベック。 他は品種トヨシロを使用 表 2 貯蔵 (短期) 塊茎における mRN Aの発現状況 貯蔵期間 2週閲 4週間 2力月 3力月
20°C 土
1 5°C 土 ±
1 2。C 土 ± ±
9°C ± ± +
6°C + + + + + (+) + ( + )
3°C + (+) + + + + + + ( + )
6°C2力月貯蔵後 20°C1週間貯蔵
6°C2力月貯蔵後 20°C2週間貯蔵
6°C2力月貯蔵後 20°C4週間貯蔵
表 3 貯蕨 (長期) 塊茎における mRN Aの発現状況
貯蕨期間 3力月 5力月 6力月
20。C
6。C + (+) + (+)
3°C + + + + + + + + + + + + +
3°C5力月貯蔵後 20°C1力月貯蔵
6°C5力月貯蔵後 20°C1力月貯蔵
20°C5力月貯蔵後 3°C1力月貯蔵
20°C5力月貯蔵後 6°C1力月貯蔵 + ( + )
20°C 5力月貯蔵した塊茎より生じた萌芽
6 5力月貯蔵した塊荃ょリ生じた萌芽 + (+) 表より明らかなように、 通常育成中のバレイショの塊茎、 葉、 茎、 根および培 養細胞では上記プローブはほとんどハイブリダィズしなかった。 また、 種々の温 度で 5〜 6力月間貯蔵したバレイショ塊茎では、 6 °C以下で貯截したものについ て明らかなハイブリダィゼーシヨンが認められたが、 9 °C以上で貯蔵したものに ついてはほとんど認められなかった。
実施例 3 組織特異性の確認 (上記 (4) の過程)
Linsmaier and Skoog (Physiol. Plant, 18:100-127, 1965)の寒天培地上で、 20。C、 3000 I u x. 1 6時間日長の下、 3— 4週間培養した無菌シュート を材料に用いた。 これらを 3°Cあるいは 20°C下におき、 1 6時間日長、 300 0 I u xで 4週間培養し、 培養後 0、 2、 4週間後にサンプリング (葉、 茎、 根 に分ける) 、 RN Aを抽出した。 ノーザン分析は上記と同様に行った。 結果を表 4および表 5にまとめる。
表 4 貯蔵処理 (20°C) した諸器官における mRN Aの発現状況
貯蔵期間 未貯蔵 2週間 4週間 葉 *1 一 一 (土)
茎 *1 一 一 (土)
根 *1 (土) ± ±
*1培養苗に由来するもの 表 5 貯蔵処理 (3°C) した諸器官における mRN Aの発現状況
貯蔵期間 未貯蔵 2週閣 4週間 葉 *1 一 土 ±
茎 *1 一 土 +
根 *1 (土) 土 土
*1培養苗に由来するもの
表から明らかなように、 3°Cで保存した、 葉、 茎及び根では、 ハイブリダィゼ ーシヨンは僅かに認められるものの、 同温度で保存した塊茎に比べればはるかに 少なかった„ 実施例 4 サザンブロット分析 (上記 (5) の過程)
DNAは、 バレイショ品種卜ヨシ口、 卜マト品種ハウスおどりこ、 タバコ品種 F 1 04、 トウモロコシ品種 A 1 88、 イネ品種朝の光等の若い葉からホットフ ェノール法により調製した。 各品種より抽出した DNA (l Oju g) は、 制限酵 素 EcoRI あるいは Hindlll で消化 (バレイショゲノム中のコピー数検定におい ては、 他に、 BamHI、 Bgl II、 EcoR V、 Xba I を使用した。 制限酵素は全て Taka ra社のものを使用。 ) 、 ァガロースゲル電気泳動を行い、 Hybond N+ 膜 (Amers ham Japan; に $κ¾·した (Molecular cloning: A Laboratory Manual /Second Edi tion, Cold Spring Harbor Laboratory, 1989) 。 マルチプライム標識 (Molecul ar cloning: A Laboratory Manual/Second Edition, Cold Spring Harbor
Laboratory, 1989) した cDNA (CIP353) の EcoRI 断片 (完全長) をプローブと し、 実施例 1 と同様にハイブリダィゼーシヨンを行った。
その結果、 該遗伝子はシングルコピー遗伝子であることが確認された。 また、 イネ、 トウモロコシ、 タバコではバンドが検出されず、 トマトでは検出された。 実施例 5 ゲノミッククローンの単離 (上記 (6)の過程)
バレイショ品種卜ヨシ口の若葉よリ D N Aをホットフエノール法によリ抽出し、 100 μ gの D N Aを 0.0078あるいは 0.0156unitの制限酵素 Sau3AI(Takara社 ) で 1時間部分消化した (反応 bufferは Takara社添付のものを使用) 。 反応は 終濃度 40mMの EDTAで停止させ、 フ ιノール/クロ口ホルム抽出、 エタノール沈 澱後、 150 μ 1 の ΤΕに消化した DNAを溶解させた。 DNAは、 65°Cで"! 0分 間処理後、 1 0〜40%ショ糖密度勾配 (20mM Tris, pH8.0, ImM EDTA, 200mM NaClからなる bufferに終濃度 40, 32.5, 25, 17.5, 10% のショ糖を溶かしたも のを順次積んで作製) に重 ISした。 Hitachi SRP28SA ローターを使用し、 20,000 rpm、 20°Cで 1 7時間以上逸心分離後、 0.5ml ずつ分画し、 0.5%ァガロースゲル で分析した。 15kb以上の断片を含む分画は一つにまとめた後、 エタノール沈澱 により濃縮し、 そのうち 0.4 ; u g を λ DASHIl/BamHKStratagene 社) 1 i g と ライゲーシヨンさせ、 Gigapackll Gold (Stratagene 社) を用いてパッケージン グした。 ライゲージヨン、 パッケージング反応は Stratagene社添付のプロ トコ 一ル通リに行った。 約 80万クローンをマルチプライム棵識 (Molecular clonin g: A Laboratory Manual/Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory, 19 89 ) した cDNA(CIP353)EcoR I断片をプローブとして実施例 1 と同様にスクリー ニングし、 2個の (¾性クローンを得た (LCIP2- 10および LCIP1-2 ) 。 ファージ からの DN A抽出、 プラスミドベクターへのサブクローニングは、 文献 (Molecu lar cloning: A Laboratory Manual/Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory, 1989) に記載の通りに行った。
実施例 6 逆耘写 PCR分析 (上記 (6)の過程)
2種類のゲノムクローンの DN A配列解析の結果、 ATG上流、 非翻訳領域中 に数塩基の違いが見いだされた。 そこで、 この領域の配列を含む合成オリゴヌク レオチド 12S (5' -GAAAAAGGAAATAAAAA-3' , LCIP卜 2由来の niRNAに特異的, Tm=4 3 °C) および 210S (5' -G AAAAAATTAAGAGTAAC-3 ' , LCIP2-10由来の mRNAに特異的, Tm=45 °C) を作製、 cDNAの内部配列に由来する 3'側のアンチセンス鎖プライマ 一, 325aR (2種の mRNAに共通に使用、 5' - ATCACTAGCAACGGGCAT- 3' , Tm=54 °C ) と共に逆転写 PCRを行った。
逆転写 PCRの材料としては、 バレイショ品種トヨシ口の各組織由来の総 RN A 10 g を用い、 oligo-dT 500ngと混合後 (水を加え、 全量 55 1 とする) 、 70°Cで 10分間処理した。 これに反応液 (5xlst. strand buffer (BRL 社) 20 1, 10mM dNTPs ο μ I, lOOmM DTT 10 μ 1, R ase inhibitor (Pharmacia社) 5 μ 1, Superscript RTase (BRL 社) 5 1 ) を混ぜ (総量 100 1 ) 、 37°C で 1時間反応後、 95°C、 5分間熱処理し、 逆耘写 PCRの錶型 1本鎖 cDNAとし た (この溶液中の cDNA濃度は lOOng/ 】 と仮定) 。
合成された cDNA 1- lOOngを錶型として PC R反応 (cDNA 1-lOOng, Primer 10 pmolx2, 2.5tnM dNTPs 1.6 μ 1, lOxPCR buffer (Takara社) 2 ^ 1, rTaq (Taka ra 社) 0.2 1,総量 20 1 ) を行った。 上記 12S および 325aR プライマー使 用時の反応条件は、 94°C 30秒、 45°C 30秒、 72°C 60秒、 30サ ィクルとし、 210Sおよび 325aR プライマー使用時には、 94。C 30秒、 47 °C 30秒、 72°C60秒、 30サイクルとした。 P C R産物はァガロースゲル 髦気泳動により分析した。 結果を表 6にまとめる。 (表 6) 表中のし C I P 2 - 1 0は後述する配列表の配列番号 1に記載の配列に対応し、 LC I P 1— 2は 配列番号 2に対応する。 表から明らかなように、 いずれのゲノムクローン由来の mRNAにおいても、 低温長期間貯蔵した塊茎のみ顕著な発現がみとめられた。 これより、 配列番号 1および 2の両配列共、 低温锈導性プロモータ活性を有する ことがわかる。
表 6 RT— PC Rによる 2種のゲノムクローン由来の mRNAの発現状況
L C I P 2 - 1 0 L C I P 1 -2 mRNA mRNA
20°C4週 貯蔵した葉 *1 (土)
20°C4週間貯蔵した茎 *1 (土)
20°〇4週間貯蔵した根*1 (土) (±) 3 4週間貯蔵した葉 *1 (土) 3 4週間貯蔵した茎*1 + (土) 3°〇4週間貯蔵した根*1 (土)
20°C5力月貯蔵した
塊茎より生じた萌芽 + +
6°C5力月貯蔵した
塊茎より生じた萌芽 + ( + ) + 肥大中の塊茎 (土)
収穫直後の成熟塊茎 一
20°C5力月貯蔵した(成熟) 塊荃 ―
3°C 5力月貯蔵した塊茎 ++( + ) *1培養苗に由来するもの
実施例 7 DN A塩基配列の決定、 解析 (上記(1) 、 (7) の過程)
シークェンス反応、 配列の決定は、 プラスミ ド DNA を錶型としたジデォキシ 法 (ABI 社, Taq DyeDeoxy Terminator Cycle Sequencing Kit) および DNA シ 一ケンサ一 (ABI 社, 373A) により行った。 配列の解析は、 GENETYX (ソフトゥ Iァ開発株式会社) ソフトを介して行った。
その結果、 上記 2つのゲノムクローンのうちの 1つから、 配列番号 1に示す配 列が、 また他方のクローンから配列番号 2に示す配列が得られた。 また、 上記の c DNAクローン (CIP353) から配列番号 3に示す配列が得られた。
実施例 8 形質耘換用べクタ一の作製および形質転換法によるプロモーターの 低温誘導性の確認 (上記 (8) の過程)
ゲノムクローン LCIP2- 10を制限酵素 Asp718 (ベーリンガー社) で消化し、 開 始 ATG上流域約 200bpを含む Asp718断片を pUC19 プラスミドに導入し、 組み換 えプラスミド P210A8を得た。 次にこのプラスミ ド (p210A8) を錶型とし、 M13 プライマー RV (Takara社) および 210Aプライマー (5' - GTTACTCTTAATTTTTTC-3' ) を用いて PCR (94°C20秒、 55°C30秒、 72°C60秒、 25サイクル ) を行った。 増幅産物を ΤΛクローニングベクター (Invitrogen社) にサブクロ 一二ングし、 開始 ATG 上流約 200bp 領域のみ含むベクター、 p210Pro(200)を作 製した。 このプラスミ ドより制限酵素 Hindlll, Xhol (Takara社) 消化により 開始 ATG 上流域約 200bp を含む断片を単離し、 pHSG399 (Takara社) の Hindll I, Sail サイ トに揷入、 プラスミ ド pHSG210 (200) を得た。 このプラスミドを H indlll, BamHI (Takara社) 消化し、 単離された ATG 上流域 200bp 断片を、 pBI 101ベクター (Clontecti社) のベータグルクロニダ一ゼ遗伝子を BamHI, Sad サイ トを利用してルシフ Iラーゼ遗伝子 (Science 234: 856-859, 1986) に置換 したベクター (pLUClOl) の 5 ' 上流域へ Hindlll, BamHIサイ トを利用して挿入、 PLUC210 (200)を得た。 他方、 ゲノムクローン LCIP2- 10由来の開始 ATG 上流域 約 lOOObpを含む Xbal (Takara社) 消化断片を導入した pUC18 ベクター (p210X 1) を作製し、 このベクターから制限酵素 Asp718消化により単離した 800bp 断 片 (ATG 上流約- 200〜- lOOObpの領域)を pLUC210(200)の Asp718サイ トに揷入し、 約 lkb のプロモーター領域とルシフェラーゼ遺伝子を連結した形質転換用べク ター、 pLUC210(1000) を作製した。 形 K転換用ベクター (pLUClOl および pLUC2 10(1000) ) は三系交雑法 (植物遗伝子操作マニュアル、 講談社、 1990) により、 細菌 Agrobacterium tumefaciens LBA440 に導入し、 植物の形質 換に使用し バレイショの形質転換は、 文献 (特開平 6— "! 33783) に準じて行った。 材料として Linsmaier t Skoog (Physiol. Plant. 18: 100-127, 1965) の寒天 培地で無菌増殖した品種卜ヨシ口の葉および茎を供試した。 これらの組織は、 適 当な大きさに切断し、 Agrobacterium 菌液中で 2日間共存培養後、 インドール舴 酸 0. lmg/1 、 ゼァチンリボシド 1.0mg/l 、 カナマイシン 100mg/l 、 セフオタ キシム 250mg/l を含む Linsmaier と Skoog (Physiol. Plant. 18: 100-127, 19 65) の寒天培地上に S床した。 20°C、 16時間日長下で培養後、 細分化した植物 体はカナマイシン 100mg/l を含む Linsmaier と Skoog (Physiol. Plant. 18: 1 00-127, 1965) の寒天培地上で継代増殖した。
増殖した形 K転換体は、 単節ごとに切り出し、 Linsmaier と Skoog (Physiol. Plant. 18: 100-127, 1965) の液体培地上で 3〜 4週間培養し (20°C、 16時間 日長) 、 その後培地をショ糖 80g/l を含む Linsmaier と Skoog (Physiol. Plan t. 18: 100-127, 1965) の液体培地に交換し、 20°C、 暗黒下で 4一 5週間以上培 養した。 形成したマイクロチューバ一は、 水洗、 水切り後、 シャーレに入れて、 暗黒下、 20°Cあるいは 4 。(:で貯載した。 Linsmaier と Skoog (Physiol. Plant. 18: 100-127, 1965) の寒天培地で育成中の植物体も、 暗黒下、 20°Cあるいは 4 °Cの貯蔵轼験に供試した。
ルシフ Xラーゼ活性測定は、 文献 (Science 234: 856-859. 1986) に準じて行 つた。 生重あたり 3— 1 0倍量の抽出緩衝液 (lOOmM リン酸カリウム緩衝液 (pH 7.5)、 1mM ジチオスレィ 卜ール) を加え、 磨砕後、 遠心 (15000rpm, 5min) し、 上清を粗抽出液とした。 粗抽出液 50 I と活性測定用緩衝液 (36mMグリシルグ リシン緩衝液 (pH7.8). 1mg/ml牛血淸アルブミン, 20mM塩化マグネシウム. 12m ATP) 100 μ I を混合後、 0.4mM ルシフェリンを 100 μ I 添加し、 ルミノメ 一ター (モデル 6100、 パッカード社) でルシフヱラーゼ活性を測定した。 結果 を表 7および表 8にまとめる。 ベレイショ形質耘換体の葉におけるルシフ 1ラーゼ活性 系統 形質転換に用い 貯蔵条件 ルシフ Xラーゼ活性
コンス卜ラク 卜 (cps/mg protein)
LUC1000-1-1 PLUC210 (1000) 未貯蔵 25900 LUC1000-1-1 PLUC210 (1000) 4 °C、 4 週間 36000
表 8 バレイショ形質転換体のマイクロチューバ一におけるルシフェラーゼ活性 系統 形質転換に用い 貯蔵条件 ルシフ: Lラーゼ活性
コンス卜ラク卜 cps/tng protein)
LUC101-2-1 PLUC101* 未貯蔵 217
LUC101-2-1 PLUC101* 20°C、 4 週間 166
LUC101-2-1 PLUC101* 4 °C、 4 週間 245
LUC1000-1-1 PLUC210 (1000) 未貯蔵 78200
LUC1000-1-1 PLUC210 (1000) 20°C、 4 週間 23800
LUC1000-1-1 PLUC210 (1000) 4 。C、 4 週間 149000
*:プロモーター欠損コンストラクト。 対照。
表より明らかなように、 低温 (4°C) で 4週間貯蔵したマイクロチューバにおい て、 顕著な活性上昇が観察された。 また、 活性はマイクロチューバに劣るものの、 葉においても低温下での活性上昇がわずかに認められた。 従って、 配列番号 1記 載の配列の内、 第 241 8番目〜第 3541番目の塩基から成る D N A配列 (プ 口モーター断片) は、 低温下で遺伝子発現を誘導する作用を有することが明らか となった。 配列表
配列番号: 1
配列の長さ : 3 6 0 0
配列の型:核酸
鎖の数:二本鎖
トポロジー:直鎖状
配列の種類: ゲノム D N A
起源:
生物名 :バレイショ (So l anum tuberosum L. )
品種: トヨシロ
直接の起源:
ライブラリ一名 :緑葉ゲノム D N A由来 λ D A S H I I ゲノム D N Aラ イブラリー
配列の特徴:
配列
GATCTATGAT ATTCCTTTAT CAAATTTTAG ACTAAGGAA6 GATTAATGAT AAGTTTTGAA 60 TATTTGTTTC CAAGATAAAT TAAAGTTAAC AA6TCTTATC ATTGGATTCT TAAAGAAGAT 120 TTTTATAATG TTGCATCACT TGTTACGATT GACCTAAAAA TTGTTGTGTA CTATTTTGAT 180 TTATTGAGAA AACGAATCAT TGTTGTATAG GGTAAAAATG GGTT6GACAT CACTACTAAA 240 AATAAT6GAA AAATCGACGA ATAAGGTGAG TCTAAAAATT GACAATGTTC ATCGATTTTT 300 TTTCATGCAA AAATTATAAT TTCTTAATTT TTTTTTTTTT AAATGATACA GTTCCTTGGT 360 TTCAATTAAT TCCATACAAA ATT6ACGAAC ATGATCAGTT CCCGGAGTGT AAACCTACAG 420 TT6AATATTA TAAATAAAAA CGAT6AAATA TTTTATGAGA ACATGTATGG ATCGAGTGGT 480 AGAATTTTCC AAATTCCTAA AAAATACTTG GATTCACTTC CAAATAGGTA CATTCTATAG 540 6TATATTTTT T6AAAAAACG ATGACACTAT CAATAGCTAA GTGAATATTA ATGTTGTTTT 600 AACAAAGCAC 6ATATTGCTA TAACAATTTT TTTTTTTTGG TCAAAATAAA TTCAAATGTA 660 CCATTTTCAT GGTAAACACA ATATTGCCAT AACAATTTGT TTTTAATAAA C6AGATTGTT 720 ATCAAGAAAT TTTAGTTA6C GATATAAACG TGACCATGCT ACATTTTTTT TTTAACCTTT 780 GAACTTTAAT TTATCAACTT CAAGTTAAAA GTGAGTGAAT TCTTTTGAGT TCTAGAGTTT 840 0893 V11VVV1VV1 IDOIIVVOIV IVVVIDIVVV OlOlllVOOI VV09100V1V V1V1VVV19V
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配列の長さ : 4 1 4 0
配列の型:核酸
鎖の数:二本鎖
トポロジー:直鎖状
配列の種類:ゲノム D N A
起源:
玍物 : ノくレインョ (So l anum tuberosum L.リ
品種: トヨシロ
直接の起源:
ライブラリ一名 :綠葉ゲノム D N A由来 λ D A S H I Iゲノム D N Aラ 5ζλ OAV
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配列の長さ : 1 1 3 2
配列の型:核酸
鎖の数:二本鎖
トポロジー:直鎖状
配列の種類: c D N A
起源:
玍物名 :バレインョ (So l anum tuberosum L.;
品種: トヨシロ
直接の起源:
ライブラリ一名 :低温貯蔵塊茎 m R N A由来 λ g t l O c D N Aライブ ラリー
配列の特徴:
特徴を表す記号: C D S 存在位置: 45— 836
特徴を決定した方法:
配列
CTTTCACTCA AAAAAAAAAA GGAAAAAATT AAGAGTAACA AAAG ATG TGT GGA GGT 56
Met Cys Gly Gly
1
GCC ATA ATC TCC GAT TAT GAG CCC GCC GGA AAC TTC TAC CGG AAA CTC 104 Ala l ie Me Ser Asp Tyr Glu Pro Ala Gly Asn Phe Tyr Arg Lys Leu
5 10 15 20
TCT GCT CGT GAC CTG TGG GCT GAG CTG GAC CCT ATC TCC GAC TAC TGG 152 Ser Ala Arg Asp Leu Trp Ala Glu Leu Asp Pro l ie Ser Asp Tyr Trp
25 30 35
TCC TCT TCC TCC TCA TCC TCA ACT GTC GAA AAC CCT TAT TCC GCT CAG 200 Ser Ser Ser Ser Ser Ser Ser Thr Val Glu Asn Pro Tyr Ser Ala Gin
40 45 50
TCG CCG GTG ACT CAC TCC GTC GAT AAG CCT AAG AAA TCA GAT TCC GGC 248 Ser Pro Val Thr His Ser Val Asp Lys Pro Lys Lys Ser Asp Ser Gly
55 60 65
AAA TCT AAT CAA CTC AAA AAA GGT AAT AAG ACT GTG AAG GTT GAG AAG 296 Lys Ser Asn Gin Leu Lys Lys Gly Asn Lys Thr Val Lys Val Glu Lys
70 75 80
GAG AAQ AGT ACT GGA CCA AGG CAG AGA AAG AAC AAG TAC AGA GGA ATA 344 Glu Lys Ser Thr Gly Pro Arg Gin Arg Lys Asn Lys Tyr Arg Gly l ie
85 90 95 100
AGG CAG AGA CCA TGG GGA AAA TGG GCT GCT GAG ATT CGC GAT CCT CAG 392 Arg Gin Arg Pro Trp Gly Lys Trp Ala Ala Glu I le Arg Asp Pro Gin
105 110 115
AAG GGT GTC CGT GTT TGG CTT GGT ACA TTC AAC ACA GCA GAG GAT GCT 440 Lys Gly Val Arg Val Trp Leu Gly Thr Phe Asn Thr Ala Glu Asp Ala 120 125 130
GCC AGA GCC TAT GAT GAG GCT GCT AAG CGC ATT CGT GGT AAC AAG GCC 488 Ala Arg Ala Tyr Asp Glu Ala Ala Lys Arg l ie Arg Gly Asn Lys Ala
135 140 145
AAA CTC AAC TTC CCT GCC CCA TCA CCA CCT GCT AAG CGA CAG TGC ACT 536 Lys Leu Asn Phe Pro Ala Pro Ser Pro Pro Ala Lys Arg Gin Cys Thr
150 155 160
AGC ACT GTC GCT GCT GAT CCT CCA CCA GCA CTA CTC CTT GAG AGT TCT 584 Ser Thr Val Ala Ala Asp Pro Pro Pro Ala Leu Leu Leu Glu Ser Ser 165 170 175 180
AAC ATA ATA TCT TAT AAC AAT TCT CCT TTA ATG AAC TTC GGA TAT GAT 632 Asn l ie l ie Ser Tyr Asn Asn Ser Pro Leu Met Asn Phe Gly Tyr Asp
185 190 195
GTT CAG AGC CAA ACT CCC TAC TAC CCA ATG GAA ATG CCC GTT GCT AGT 680 Val Gin Ser Gin Thr Pro Tyr Tyr Pro Met Glu Met Pro Val Ala Ser
200 205 210
GAT GAT TAT GAA CTC AAG GAA CAG ATT TCC AAC TTG GAA TCG TTC CTG 728 Asp Asp Tyr Glu Leu Lys Glu Gin I I e Ser Asn Leu Glu Ser Phe Leu
215 220 225
GAA TTG GAG CCA GCA GAT TCA TCT GAT CAG TTT TCA GGG ATC GTC GAT 776 Glu Leu Glu Pro Ala Asp Ser Ser Asp Gin Phe Ser Gly I le Val Asp
230 235 240
CCT GAT CCT CTT AAT GTT ITT CTG ATG GAG GAT TTT GCT TCA ACT CAG 824 Pro Asp Pro Leu Asn Val Phe Leu Met Glu Asp Phe Ala Ser Thr Gin
245 250 255 260
CAT CAG TTC TAT TGATCCTGAG TTGTTTGGTG AGTGATGAGT GACTAGTTTA 876 His Gin Phe Tyr
TTAGCTTTTG GCTGTAGTAG TAGTAATAGA GAAAAAAGTA CATATGATAT GATAATAATA 936 AGTTGCGK3C CTTAGCCTGC AATTGTAATA GTATCAATGT TTGTTGTCTT GTGTTGTTTA 996
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Claims

請求の範囲
1 . 配列表の配列番号 1で表される塩基配列のうち、 第 1番目〜第 3 5 4 6番 目の塩基から成る配列若しくは低温誘導性プロモーター活性を有するその一部、 又はこれらの配列のうち 1又は複数のヌクレオチドが欠失し、 置換し又はこれら の配列に 1又は複数のヌクレオチドが揷入若しくは付加された、 低温誘導性プロ モーター活性を有する D N A配列。
2 . 配列表の配列番号 1で表される塩基配列のうち、 第 1番目〜第 3 5 4 6番 目の塩基から成る配列又は低温誘導性プロモーター活性を有するその一部から成 る、 請求項 1記載の D N A配列。
3 . 配列表の配列番号 1で表される塩基配列のうち、 第 2 4 1 8番目〜第 3 5 4 1番目の塩基から成る配列若しくは低温誘導性プロモーター活性を有するその 一部、 又はこれらの配列のうち 1または複数のヌクレオチドが欠失し、 置換し又 はこれらの配列に 1又は複数のヌクレオチドが挿入もしくは付加された、 低温誘 導性プロモーター活性を有する D N A配列。
4 . 配列表の配列番号 1で表される塩基配列のうち、 第 2 4 1 8番目〜第 3 5 4 1番目の塩基から成る配列、 またはこの配列のうち 1または複数のヌクレオチ ドが欠失し、 置換しもしくはこの配列に 1又は複数のヌクレオチドが揷入もしく は付加された配列を含む低温誘導性プロモーター配列。
5 . 配列表の配列番号 2で表される塩基配列のうち、 第 1番目〜第 4 1 2 0番 目の塩基から成る配列若しくは低温誘導性プロモーター活性を有するその一部、 又はこれらの配列のうち 1又は複数のヌクレオチドが欠失し、 a換し又はこれら の配列に 1又は複数のヌクレオチドが挿入若しくは付加された、 低温誘導性プロ モーター活性を有する D N A配列。
6 . 配列表の配列番号 2で表される塩基 E列のうち、 第 1番目〜第 4 1 2 0番 目の塩基から成る配列又は低温誘導性プロモーター活性を有するその一部から成 る、 請求項 5記載の D N A配列。
7 . 配列表の配列番号 3記載の配列のうち、 第 4 5番目〜第 8 3 9番目の塩基 配列中、 もしくはそれらに相補的な塩基配列中の少なくとも連続する 1 5塩基の 配列を有する D N A断片よりなる低温誘導性プロモータ検索用プローブ。
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