WO2002038780A2 - Use of a nucleic acid to provide a plant with resistance to attack by a pathogen - Google Patents

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WO2002038780A2
WO2002038780A2 PCT/FR2001/003457 FR0103457W WO0238780A2 WO 2002038780 A2 WO2002038780 A2 WO 2002038780A2 FR 0103457 W FR0103457 W FR 0103457W WO 0238780 A2 WO0238780 A2 WO 0238780A2
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plant
polypeptide
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nucleic acid
akin11
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Dominique Roby
Claudine Balague
François GODARD
Marie Lummerzheim
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Genoplante-Valor
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    • 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
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/10Transferases (2.)
    • C12N9/12Transferases (2.) transferring phosphorus containing groups, e.g. kinases (2.7)
    • C12N9/1205Phosphotransferases with an alcohol group as acceptor (2.7.1), e.g. protein kinases
    • 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
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    • C12N15/8261Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
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    • C12N15/8279Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance
    • C12N15/8281Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance for bacterial resistance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide

Definitions

  • nucleic acid to give a plant resistance to aggression by a pathogen, and plant transformed with such a nucleic acid
  • the present invention relates to the field of inducing or increasing the resistance of plants to aggression by a pathogen.
  • the resistance of plants to diseases caused by phytopathogenic organisms is often induced by the specific recognition of a given pathogen.
  • This recognition of the pathogen leads to a rapid induction of the defense mechanisms of the plant which limit the multiplication and propagation of the pathogen in the various tissues.
  • the hypersensitive response constitutes a form of programmed cell death induced rapidly in the plant cells which are in direct contact with the pathogen.
  • the hypersensitive response (HR) probably plays an essential role in the containment of the pathogen within the cells initially exposed to the latter, giving this plant resistance to said pathogen.
  • the pathogen is recognized in the case of bacterial pathogenic microorganisms, most often in the cytoplasm where the avirulence factors are injected via a secretion system coded by the hrp cluster ( "Hypersensibility and pathogenicity").
  • the resistance proteins have structural similarities with each other and are also capable of intervening in the HR signaling pathway. Mutation analyzes in Arabidopsis have made it possible to identify genes necessary for the resistance associated with the resistance gene (Glazebrook et al. 1997). The EDS1 and NDR1 genes of Arabidopsis code for essential components of breed specific resistance (Century et al., 1995; Faik et al., 1999).
  • the subject of the invention is the use of a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide in a plant to induce or increase, in this plant, resistance to aggression by a pathogen.
  • the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide comprises a polynucleotide coding for the AKIN 11 polypeptide chosen from the sequences SEQ ID No. 1 and SEQ ID No. 2 and their homologous sequences resulting from the degeneration of the genetic code.
  • the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide comprises a polynucleotide regulating the expression of the polynucleotide coding for the AKIN 11 polypeptide in the plant.
  • the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide in a plant is inserted into an expression vector.
  • the invention also relates to methods for obtaining a plant transformed with a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide in this plant.
  • the invention also relates to a plant resistant to a plant pathogen, characterized in that it has been transformed with a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide in this plant.
  • the gene coding for the protein AKIN11 makes it possible to induce resistance to a given pathogen in a plant initially sensitive to aggression by said pathogen.
  • the akin 11 gene was initially isolated by heterologous screening of a cDNA library using the yeast SNF1 gene.
  • the akin 11 gene product had been shown to interact with the PRL1 protein, which is a pleiotropic regulator of genes induced in response to hormonal or "sugar-dependent" signals (NEMETH et al. 1998); BHALEARO et al. (1999) have shown that the akin11 gene is potentially involved in the metabolism of sugars in plants, since the AKIN 11 protein interacts with the yeast protein PRL1 which is involved in regulating the metabolism of sugar in response to a glucose regulating signal in this microorganism.
  • the akin 11 gene is capable of inducing in a plant resistance to aggression by a pathogen. Based on a chemical mutagenesis operation at
  • Arabidopsis thaliana the applicant has characterized a mutant, the mutant hxc-2, which exhibits a sensitive phenotype in response to infection with the avirulent strain of Xa ⁇ thomonas campestris pv.campestris strain 147.
  • the applicant has also shown, by the use biochemical and molecular markers, that the mutation pleiotropically affected the defense responses of the plant.
  • a first detailed genetic analysis carried out by the applicant has shown that the mutation is inherited as a recessive monogenic trait, the corresponding gene being located on chromosome III, between the markers mi 413 and atpox, in a region of the gene. about 2.1 cM, which roughly corresponds to a region of the chromosome 1 to 2 megabases long.
  • 2.1 cM of chromosome III did not make it possible to envisage isolating the gene by a conventional approach of positional cloning.
  • the applicant therefore created new physical markers in this region, then built a precise physical map of the HXC2 locus in order to construct a contiguous BAC clone between the markers mi413 and the new marker MXO21-LE before constructing a high map. resolution covering the HXC2 locus, then analyze the nucleotide sequences included in a defined interval between the marker mi413 and the new marker MXE2LE.
  • the interval defined by the markers MI413 and the new marker MXE2LE comprises the akin11 gene, which is mutated in hxc2 plants sensitive to a pathogen.
  • a first object of the invention consists in the use of a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide in a plant to induce or increase, in this plant, resistance to aggression by a pathogen.
  • AKIN11 polypeptide does not mean a polypeptide comprising the amino acid sequence SEQ ID No. 3 of the sequence listing.
  • any conventional technique of molecular biology, microbiology and recombinant DNA known to those skilled in the art can be used. Such techniques are described for example by SAMBROOK et al., (1989), GLOVER (1985), GAIT (1984),
  • nucleotide sequence can be used to denote either a polynucleotide or a nucleic acid.
  • sequence nucleotide includes the genetic material itself which is therefore not restricted to information regarding its sequence.
  • nucleic acid include RNA, DNA, cDNA sequences or even RNA / DNA hybrid sequences of more than one nucleotide, indifferently in single strand form or in duplex form.
  • nucleotide designates both natural nucleotides (A, T, G, C) as well as modified nucleotides which comprise at least one modification such as (i) an analog of a purine, (ii) an analog of d 'a pyrimidine, or (iii) a similar sugar, such modified nucleotides being described for example in PCT application No. WO 95/04064.
  • a nucleic acid "allowing the synthesis" of the AKIN11 polypeptide consists of a nucleic acid whose sequence includes all of the codons necessary for the translation of this nucleic acid, or of a nucleic acid which is derived therefrom, to the AKIN11 polypeptide of sequence SEQ ID N ° 3.
  • the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide includes a nucleic acid comprising the eleven exons of the akin11 gene which is described in particular in the GENBANK database under the access number X99.279, or also by the sequence SEQ Sequence listing ID # 2.
  • the respective positions of the first and last nucleotides of each of the exons of the akin11 gene, in the sequence SEQ ID No. 2, are respectively: Exon 1 (14-97); Exon 2 (393-587); Exon 3 (717-901); Exon 4 (996-1180); Exon 5 (1276-1406); Exon 6 (1504-1688); Exon 7 (1764-1854); Exon 8 (1940-2023); Exon 9 (2107-2246); Exon 10 (2383-2613) and Exon 11 (2899-3203).
  • the base A of the ATG codon for initiating translation is the nucleotide at position 395 of the sequence SEQ ID No. 2.
  • the T base of the translation stop TGA codon is the nucleotide at position 3005 of the sequence SEQ ID No. 2.
  • AKIN11 also includes the nucleic acids comprising the region coding for the AKIN11 polypeptide which are in the form of an RNA or cDNA, the coding region of the cDNA coding for the polypeptide AKIN11 being included in the sequence SEQ ID N ° 1 of the sequence listing.
  • a cDNA sequence comprising the region coding for the AKIN11 polypeptide consists of the sequence SEQ ID No. 1.
  • the base A of the translation initiation ATG codon is the nucleotide at position 1 of the sequence SEQ ID No. 1.
  • the T base of the translation stop TGA codon is the nucleotide at position 1537 of the sequence SEQ ID No. 1.
  • genomic nucleotide sequence of the akin11 gene a person skilled in the art can carry out an amplification reaction using the pair of primers AKINF (SEQ ID No. 13) and AKINR (SEQ ID No. 14), from genomic DNA from Arabidopsis thaliana, for example from genomic DNA contained in a bank of BAC vectors, or from YAC vectors containing inserts of genomic DNA from this plant.
  • AKINF SEQ ID No. 13
  • AKINR SEQ ID No. 14
  • the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide comprises a polynucleotide chosen from the nucleotide sequences SEQ ID No. 1 and SEQ ID No. 2, as well as their homologous sequences resulting from the degeneration of the genetic code.
  • coding region of the AKIN11 polypeptide is meant a sequence which is transcribed and translated into the AKIN11 polypeptide in a cell, in vitro or in vivo, when this sequence is placed under the control of appropriate regulatory sequence (s) (s).
  • s regulatory sequence
  • the ends of the coding region are delimited on the 5 'side of this region by the translation initiation codon and, on the 3' side of this region, by the translation stop codon.
  • the objective pursued by the invention is:
  • nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide is expressed in an optimal and / or controlled manner in the plant for which resistance to aggression by a pathogen is sought.
  • said nucleic acid comprises, in addition to the coding region necessary for the synthesis of the polypeptide, a polynucleotide regulating the expression of the nucleotide sequence coding for AKIN11 in plants.
  • the signals regulating the expression of the region coding for the AKIN11 polypeptide include sequences controlling transcription or translation, such as promoters, activator sequences ("enhancers”), terminator sequences and, the where appropriate, polyadenylation signals.
  • a “promoter” type regulatory sequence within the meaning of the invention, is a regulatory region recognized by an RNA polymerase in the cell capable of initiating transcription of the coding region of the AKIN11 polypeptide.
  • a promoter sequence according to the invention comprises the site of initiation of transcription as well as the domains responsible for the binding of RNA polymerase.
  • the coding region of the AKIN11 polypeptide is placed "under the control" of a regulatory polynucleotide in a plant cell, when the RNA polymerase transcribes this coding region into messenger RNA, which can be subsequently spliced when the coding region is of origin. genomics, then translated into the AKIN11 protein.
  • a constituent expression of the AKIN 11 polypeptide is sought in the plant in which an induction or an increase in resistance to aggression against a pathogen is sought, or an inducible expression of this polypeptide in response to external signals, for example biotic stress, that is to say an expression of the AKIN11 polypeptide which can be limited to one or more tissues of the plant, in particular in the case where the pathogen to which the plant is naturally sensitive specifically attacks only certain of its tissues or organs.
  • the localization of the AKIN11 polypeptide is sought in a given compartment of the cell, such as chloroplasts, mitochondria, endoplasmic reticulum, vacuoles or the cell wall.
  • the nucleic acid allows the synthesis of the AKIN11 polypeptide coding for a fusion polypeptide consisting of the AKIN11 polypeptide fused with a signal peptide allowing its localization in a given cell compartment or its secretion in the cell wall.
  • pathogen is meant a pathogen of bacterial, fungal or viral origin.
  • pathogens against which resistance is sought according to the invention there may be mentioned, without limitation, Xanthomonas Erwinia, fusarium, Sclerotinia, mildew, Pvx ("Potatoe virus x"), Pvy ("Potatoe virus y ”), Cmc (“ Cucumber mosaic virus ”) or Tylcv (“ Tomatoe yellow leaf curl virus ”).
  • a pathogen against which the resistance of a plant is induced or increased according to the invention is a "necrotrophic pathogen, which mainly multiplies in the intercellular space and for which the development of cell death Early growth is favorable for its spread across all leaf tissues.
  • necrotrophic pathogens are mainly bacterial and are often found in northern Europe.
  • the Xanthomonas campestris strain is one such necrotrophic pathogen. which the resistance of a plant is induced or increased according to the invention are, by way of illustration but not limitation, the strains of Peronospora parasitica and Pse ⁇ domonas syringae.
  • the nucleic acid allowing the synthesis of the AK1N11 polypeptide comprises, in addition to the coding region of the AKIN11 polypeptide, also a polynucleotide regulating the expression of this coding region in the plant.
  • the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide is inserted into a vector, said vector comprising one or more of the signals necessary for the control of expression of the coding region for the AKIN11 polypeptide in plants.
  • Promoters for the expression of a nucleic acid encoding the AKIN11 polypeptide in plants are for example: - the CaMV 35S promoter of the cauliflower mosaic virus, Me ELROY et al. (1991)
  • 35S promoter or advantageously the constitutive double 35S promoter (pd35S) of CaMV, described in the article by KAY et al. (1987); - the rice actin promoter followed by the rice actin intron (PAR-
  • the regulatory sequence capable of controlling the nucleic acid coding for a polypeptide according to the invention can be a regulatory sequence inducible by a particular metabolite, such as: - a regulatory sequence inducible by glucocorticoids as described by AOYMA and al. (1997) or as described by McNELLYS et al. (1998);
  • the regulatory sequence capable of controlling the nucleic acid coding for the AKIN11 polypeptide can also direct the synthesis of this polypeptide specifically in certain tissues, such as the seed, the leaf or the root. These may in particular be the following regulatory sequences:
  • a specific tissue promoter such as the HMWG wheat or barley promoter, or the pCRU promoter of the radish cruciferin gene, which all allow expression of the protein of interest in the seeds (ROBERTS et al. ( 1989); ANDERSON OD et al. (1989); DEPIGNY-THIS et al. (1992);
  • those skilled in the art may use the specific promoter of the light-inducible leaf tissue described by Terzaghi et al. (1995) or the specific root promoter described by Elmayan et al. (1995).
  • the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide can also contain one or more other sequences containing regulatory signals for the expression of the region coding for AKIN11, or alternatively be placed under the control of such regulatory sequences.
  • sequences containing regulatory signals include 5 'untranslated sequences called "leaders". Such sequences can increase the translation of the mRNA encoding AKIN11. Among these, we can cite, by way of illustration but not limitation:
  • the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide, or the vector into which this nucleic acid is inserted can also comprise so-called "terminator" sequences.
  • terminators which can be used in the constructions of the invention, there may be mentioned, by way of illustration but not limitation:
  • the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide, or the vector into which this nucleic acid is inserted can also comprise sequences of the vacuolar signal or apoplastic signal peptide type when they are not already present in the sequence of the gene of interest, to bring the protein encoded by the heterologous gene into specific compartments of plant cells.
  • the signal peptide allows the localization of the AKIN11 polypeptide in the walls of the plant, in the cell wall, in conductive tissues such as the phloem, in the endoplasmic reticulum, in chloroplases or in the mitochondria.
  • conductive tissues such as the phloem
  • the endoplasmic reticulum in chloroplases or in the mitochondria.
  • sequences coding for such signal peptides a person skilled in the art may advantageously refer to the following documents: Keegstra et al. (1995), Zoubenko et al. (1994), Jones et al. (1993), Nhakamura et al. (1993), Hemon et al. (1990), Yang et al. (14990), Thoma et al. (1994) or the PCT application published under No. W ⁇ 88/02402.
  • a nucleotide sequence derived from an intron of a gene of the species in which the expression of akin11 is wanted will be placed on the 5 ′ side of the coding sequence.
  • one or more of the natural sequences of the introns of the akin11 gene will be replaced by such a heterologous intronic sequence specific for the species or specific for a dicotyledon or a monocotyledon.
  • the intronic sequence of the Adh (Alcohol dehydrogenase) gene of maize will be used.
  • a nucleic acid comprising a coding region for the AKIN11 polypeptide and one or more of the regulatory signals as defined above constitutes an “expression cassette”, such an expression cassette constituting an object of the present invention.
  • a particular embodiment of an expression cassette according to the invention is a cassette comprising a polynucleotide encoding a fusion polypeptide consisting of the AKIN11 polypeptide fused with a signal peptide.
  • the invention also relates to a fusion polypeptide consisting of the AKIN11 polypeptide fused with a signal peptide allowing its targeted localization in a determined compartment of the plant cell. PREFERRED EXPRESSION VECTORS ACCORDING TO THE INVENTION
  • nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN1 1 polypeptide can be inserted into an appropriate vector.
  • vector in the sense of the present invention, is meant a circular or linear DNA or RNA molecule which is either in single strand or double strand form.
  • a recombinant vector according to the invention is preferably an expression vector, or more specifically an insertion vector, a transformation vector or an integration vector.
  • It may especially be a vector of bacterial or viral origin.
  • the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide is placed under the control of one or more sequences containing signals for regulating its expression in the plant in question, in order to induce or increase the resistance of this plant under attack by a pathogen, either that the regulatory signals are all contained in the nucleic acid coding AKIN1 i, or that one, several of them, or even all the regulatory signals are contained in the container vector into which the nucleic acid coding for AKIN 11 has been inserted.
  • a recombinant vector according to the invention advantageously comprises appropriate sequences for initiating and stopping transcription.
  • the recombinant vectors according to the invention can include one or more origins of functional replication in plants in which their expression is sought, as well as, where appropriate, nucleotide selection marker sequences.
  • the recombinant vectors according to the invention can also include one or more of the expression regulation signals as defined above in the description.
  • a recombinant vector according to the invention is an integrative vector allowing the insertion of multiple functional copies of the nucleic acid allowing the synthesis of AKIN11 polypeptide in the genome of a plant, the induction or increase of resistance to aggression by a pathogen is sought.
  • vectors specially adapted for the expression of sequence of interest in plant cells such as the following vectors:
  • the invention also relates to a transformed plant multicellular organism, characterized in that it comprises a transformed host cell or a plurality of host cells transformed by a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide as defined in the present description or by a recombinant vector comprising such a nucleic acid.
  • the subject of the invention is also a transformed plant comprising, in a form integrated into its genome, a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide, as defined in the present description.
  • Another object of the invention consists of a plant resistant to a pathogen, characterized in that it has been transformed with a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide in this plant, or by a recombinant vector comprising such a nucleic acid.
  • a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide in this plant, or by a recombinant vector comprising such a nucleic acid.
  • the plants capable of being transformed according to the invention mention may be made, by way of examples, of cells of field crops (corn, wheat, rapeseed, sunflower, peas, soybeans, barley) or vegetable plants of flowers or fruit trees or the vine.
  • a plant transformed according to the invention is a cereal and very preferably a corn, a wheat, a barley, a sorghum or a millet.
  • plants known to contain large reserves protein, carbohydrate and lipid), in particular cereal plants or oil plants.
  • the hybrid plants obtained by crossing plants according to the invention also form part of the invention.
  • the subject of the invention is also a seed or a seed of a plant of a transformed plant as defined above.
  • a transformed seed or such a transformed grain comprises one or more cells comprising in their genome one or more copies of a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide.
  • the invention also relates to a seed of a transformed plant as defined above, or even a fruit of such a transformed plant.
  • the invention also relates to a process for obtaining a transgenic plant as defined in this section, characterized in that it comprises the following steps: a) transfecting a plant host cell with a nucleic acid allowing synthesis AKIN11 polypeptide in a plant, or with a recombinant vector into which such a nucleic acid has been introduced; b) regeneration of an entire plant from the recombinant host cell obtained in step a); c) selection of the plants obtained in step b) having integrated a nucleic acid as defined in the present description.
  • the subject of the invention is also a process for obtaining a transgenic plant having an induced or increased resistance to aggression by a pathogen, characterized in that it comprises the following steps: a) obtaining a host cell recombinant Agrobacterium tumefaciens transformed with a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide, or with a recombinant vector into which such a nucleic acid has been introduced; b) transformation of a plant of interest by infection with the recombinant host cell obtained in step a); c) selection of plants which have integrated said nucleic acid into their genome.
  • any of the processes for obtaining a transformed plant described above may also include the following additional steps: d) crossing between them of two transformed plants as obtained at 'step c); e) selection of plants homozygous for the transgene.
  • any of the methods for obtaining a transformed plant described above can also comprise the following additional steps: f) crossing of a transformed plant obtained in step c) with a plant of the same species; g) selection of the plants resulting from the crossing of step f) having conserved the transgene.
  • any of the methods for obtaining a transformed plant described above can also comprise the following steps: h) crossing a transformed plant obtained in step c) with a plant of an agronomic value line of the same species; i) selection of the plants resulting from the crossing of step h) having conserved the transgene; j) ret . crossbreeding of a transformed plant obtained in step i) with the plant of an agronomic value line of the same species; k) repeat step j) at least twice;
  • step k selection of plants from backcrosses from step k) which have conserved the transgene and have a genetic background close to or identical to the genetic background of the plant of an agronomic value line of the same species.
  • step j) is repeated two to twenty times, and most preferably three to ten times.
  • Another subject of the invention consists of a transgenic plant, as obtained according to any one of the methods for obtaining a transformed plant defined above, which exhibits a phenotype of resistance induced or increased to aggression by a pathogen.
  • the transformation of plant cells can be carried out by techniques known to those skilled in the art.
  • direct gene transfer methods such as direct microinjection into plant embryoids (NEUHAUS et al., 1987), vacuum infiltration (BECHTOLD et al., 1993) or electroporation (CHUPEAU and al., 1989) or direct precipitation by means of PEG (SCHOCHER et al., 1986) or the bombardment by cannon of particles covered with the plasmid DNA of interest (FROMM M. et al. 1990).
  • the plant can also be infected with a bacterial strain, notably Agrobacterium.
  • the plant cells are transformed by a vector according to the invention, said cell host being capable of infecting said plant cells by allowing the integration into the genome of these latter, sequences nucleotides of interest originally contained in the DNA of the above vector.
  • the above-mentioned cell host used is Agrobacterium tumefaciens, in particular according to the method described in the article by AN et al., (1986), or even Agrobacterium rhizogenes, in particular according to the method described in the article by GUERCHE et al., (1987) or also in the PCT application No.
  • the transformation of plant cells can be carried out by the transfer of the T region of the extrachromosomal circular plasmid inducing Ti tumors of Agrobacterium tumefaciens, using a binary system (WATSON et al. 1994). To do this, two vectors are constructed. In one of these vectors, the T region was deleted, with the exception of the right and left borders, a marker gene being inserted between them to allow selection in plant cells.
  • the other partner of the binary system is a helper Ti plasmid, a modified plasmid which no longer has a T region but still contains the vir virulence genes, necessary for the transformation of the plant cell.
  • ISH1DA et al. Can be used. (1996) for the transformation of Monocotyledons.
  • the transformation is carried out according to the method described by FINER et al. (1992) using the tungsten or gold particle gun.
  • Those skilled in the art are capable of implementing numerous methods of the prior art in order to obtain plants transformed with a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN1 1 polypeptide.
  • Those skilled in the art may advantageously refer to the technique described by BECHTOLD et al. (1993) in order to transform a plant using the bacterium Agrobacterium tumefaciens. Techniques using other types of vectors can also be used, such as the techniques described by BOUCHEZ et al. (1993) or by HORSCH et al. (1994).
  • a transgenic plant according to the invention can be obtained by biolistic techniques such as those described by FINER et al. (1992) or those described by VAIN et al. (1993).
  • biolistic techniques such as those described by FINER et al. (1992) or those described by VAIN et al. (1993).
  • Other preferred techniques for transforming a plant in accordance with the invention with Agrobacterium tumefaciens are those described by ISHIDA et al. (1996) or in the PCT application published under the number WO 95/06 722 in the name of JAPAN TOBACCO.
  • Another subject of the invention is a plant seed whose constituent cells comprise a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide which has been artificially inserted into their genome.
  • the subject of the invention is also a seed of a transformed plant as defined above or also a fruit of such a transgenic plant.
  • the invention also relates to any part of a transformed plant as defined above, and without implied limitation the leaves, roots or stems.
  • the invention also relates to a method for inducing or increasing the resistance of a plant to aggression by a pathogen, characterized in that it comprises a step according to which said plant is brought into contact with the AKIN11 polypeptide, or a composition comprising, as active compound, the AKIN1 1 polypeptide.
  • a subject of the invention is also a composition for inducing or increasing the resistance of a plant to a pathogen, said composition comprising an effective amount of the AKIN1 1 polypeptide as active principle.
  • the invention also relates to the use of probes and primers hybridizing with the genomic DNA or the cDNA of the akin11 gene to detect a trait of resistance to aggression by a pathogen in a plant.
  • the invention also relates to the use of an akin 1 1 nucleic acid as a molecular marker of a phenotype of resistance to a pathogen in a plant.
  • nucleic acids according to the invention and in particular the nucleotide sequences SEQ ID No. 1, 2, 4 and 5, their fragments of at least 12 nucleotides, as well as the nucleic acids of complementary sequence, are useful for the detection of the presence of at least a copy of a nucleotide sequence of the akin11 gene or of a fragment or an allelic variant thereof in a sample.
  • nucleotide probes and primers hybridizing, under conditions of high stringency hybridization, with a nucleic acid chosen from the sequences SEQ ID Nos. 1, 2, 4 and 5.
  • Probes or primers made from the sequences SEQ ID No. 1 or 2 are useful for detecting the presence of a trait of resistance to a pathogen. Probes or primers made from SEQ sequences
  • ID No. 4 or 5 are useful for detecting the presence of a susceptibility to a pathogen.
  • hybridization conditions within the meaning of the invention, is meant the following hybridization conditions:
  • Prehybridization same conditions as for hybridization duration: 1 night.
  • Tm 0.1 x SSC, 0.1% SDS 10 min 65 ° C.
  • Tm 81.5 + 0.41 (% G + C) +16.6 Log (cation concentration) - 0.63 (% formamide) - (600 / number of bases) (SAMBROOK et al., (1989) , pages 9.54-9.62).
  • Tm 4 (G + C) + 2 (A + T).
  • the hybridization temperature is approximately 5 to 30 ° C, preferably 5 to 10 ° C below Tm.
  • hybridization conditions described above can be adapted according to the length of the nucleic acid whose hybridization is sought or the type of labeling chosen, according to techniques known to those skilled in the art.
  • the suitable hybridization conditions can for example be adapted according to the teaching contained in the work of HAMES and HIGGINS (1985) or also in the work of AUSUBEL et al. (1989).
  • nucleotide probes or primers used according to the invention comprise at least 12 consecutive nucleotides of a nucleic acid according to the invention, in particular of a nucleic acid of sequences SEQ ID No. 1, 2, 4 and 5 or of its complementary sequence or of a nucleic acid hybridizing under high stringency hybridization conditions with a sequence chosen from sequences SEQ ID No. 1, 2, 4 and 5.
  • nucleotide probes or primers according to the invention will have a length of at least 12, 15, .18, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 1000, 2000 or 3000 consecutive nucleotides of a nucleic acid according to the invention.
  • a probe or a nucleotide primer according to the invention will consist and / or include fragments with a length of 12, 15, 18, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 1000, 2000 or 3000 consecutive nucleotides of a nucleic acid according to the invention.
  • a probe of interest according to the invention consists of a probe which, under these given hybridization conditions, is capable of discriminating the sequences SEQ ID No. 1 or 2 from the sequences SEQ ID No. 4 or 5.
  • a such a probe will hybridize with a nucleic acid in a sequence comprising base C in position 1972 of the sequence SEQ ID No. 2 or in position 1003 of the sequence SEQ ID No. 1 and will not hybridize with a nucleic acid comprising base T in position 1972 of the sequence SEQ ID N ° 2 or in position 1003 of the sequence SEQ ID N ° 1.
  • a primer or a nucleotide probe according to the invention can be prepared by any suitable method well known to those skilled in the art, including by cloning and action of restriction enzymes or also by direct chemical synthesis according to techniques such as the method to the phosphodiester of NARANG et al. (1979) or BROWN et al. (1979), the diethylphosphoramidite method of BEAUCAGE et al. (1980) or the solid support technique described in European patent n ° EP 0 707 592.
  • Each of the nucleic acids according to the invention can be labeled, if desired, by incorporating a detectable molecule, that is to say a detectable marker, by spectroscopic, photochemical, biochemical, immunochemical or even chemical means.
  • a detectable marker can consist of radioactive isotopes ( 32 P 3 H, 35 S), fluorescent molecules (5-bromodeoxyuridine, fluorescein, acetylaminofluorene, digoxigenin) or also ligands such as biotin.
  • the labeling of the probes is preferably done by incorporating labeled molecules within the polynucleotides by extension of primers, or else by adding to the 5 ′ or 3 ′ ends.
  • the probes according to the invention can have structural characteristics such as to allow amplification of the signal, such as the probes described by URDEA et al; (1991) or in European patent No. EP 0 225 807 (Chiron).
  • oligonucleotide probes according to the invention can be used in particular in Southern type hybridizations to the genomic DNA of the akin11 gene or else in hybridizations to the messenger RNA of this gene when the expression of the corresponding transcript is sought in a sample. .
  • the probes according to the invention can also be used for the detection of PCR amplification products or even for the detection of mismatches.
  • Nucleotide probes or primers according to the invention can be immobilized on a solid support.
  • Such solid supports are well known to those skilled in the art and comprise surfaces of the wells of microtitration plates, polystyrene beads, magnetic beads, nitrocellulose strips or even microparticles such as latex particles. Consequently, the subject of the invention is also the use of a nucleic acid of a nucleotide probe or primer, characterized in that that it comprises at least 12 consecutive nucleotides of a nucleic acid of nucleotide sequence SEQ ID No. 1, 2, 4 or 5.
  • the invention also relates to the use of a nucleic acid which can be used as a nucleotide probe or primer, characterized in that it consists of a polynucleotide of at least 12 consecutive nucleotides of a nucleic acid of sequence chosen from nucleotide sequences SEQ ID No. 1, 2, 4 or 5.
  • nucleic acid can further be characterized in that it is labeled with a detectable molecule.
  • the present invention also relates to a method for detecting the presence of a nucleic acid of the akinll gene which is a marker for resistance to a pathogen in a sample, said method comprising the steps of:
  • the oligonucleotide probe (s) are immobilized on a support.
  • the oligonucleotide probes include a detectable marker.
  • the invention further relates to a kit or kit for detecting the presence of a nucleic acid according to the invention in a sample, said kit comprising: a) one or more nucleotide probes as described above; b) where appropriate, the reagents necessary for the hybridization reaction.
  • the detection kit or kit is characterized in that the probe or probes are immobilized on a support.
  • the detection kit or kit is characterized in that the oligonucleotide probes comprise a detectable marker.
  • such a kit will comprise a plurality of oligonucleotide probes in accordance with the invention which will be used to detect target sequences of interest of the akinll gene or alternatively to detect mutations in coding regions or non-coding regions of the akin 11 gene, more particularly nucleic acids of sequence SEQ ID No. 1, 2, 4 and 5 or nucleic acids of complementary sequence.
  • Target sequence is understood to mean, within the meaning of the invention, a nucleotic sequence included in a nucleic acid, said nucleotide sequence hybridizing, under the hybridization conditions specified in the description, with a probe or a nucleotic primer of the invention .
  • a preferred target sequence consists of a sequence included in the sequence SEQ ID No 1 or SEQ ID No 2 and comprising the base C in position 1972 of the sequence SEQ ID No 2 or in position 1003 of the sequence SEQ ID no. 1.
  • the nucleotide primers according to the invention can be used to amplify any nucleotide fragment (gDNA, cDNA, mRNA) of the akinll gene, and more particularly all or part of a nucleic acid of sequence SEQ ID No. 1, 2, 4 or 5, or a fragment or a variant of these sequences.
  • Another subject of the invention relates to a method for the amplification of a nucleic acid according to the invention, and more particularly of a nucleic acid of sequence SEQ ID No. 1, 2, 4 or 5 or a fragment or a allelic variant thereof contained in a sample, said method comprising the steps of: a) contacting the sample in which the presence of the target nucleic acid is suspected with a pair of nucleotide primers whose hybridization position is located respectively on the 5 ′ side and on the 3 ′ side of the region of l target nucleic acid of the akin11 gene whose amplification is sought, in the presence of the reagents necessary for the amplification reaction; and b) detection of the optionally amplified nucleic acid.
  • the subject of the invention is also a kit or kit for the amplification of a nucleic acid according to the invention, and more particularly all or part of a nucleic acid of sequences SEQ ID No. 1, 2, 4 or 5 , said kit or kit comprising: a) a pair of nucleotide primers according to the invention, the hybridization position of which is located respectively on the 5 ′ and 3 ′ side of the target nucleic acid of the akinll gene, of which l amplification is sought;
  • Such an amplification kit or kit will advantageously comprise at least one pair of nucleotide primers as described above.
  • an antisense polynucleotide according to the invention comprises a sequence complementary to a sequence located in the region of the 5 'end of the DNA of the akinl l gene, and very preferably the proximity of the codon initiation of translation (ATG) of the akinll gene.
  • an antisense polynucleotide according to the invention comprises a sequence complementary to one of the sequences located at the level of the exon / intron junctions of the akinl l gene and preferably sequences corresponding to a splicing site .
  • a preferred antisense polynucleotide according to the invention comprises at least 15 consecutive nucleotides of the cDNA of the akin11 gene having the nucleotide sequence SEQ ID No. 1 or of the genomic DNA of the akinl 1 gene of sequence SEQ ID No. 2.
  • a first polynucleotide is considered to be “complementary” to a second polynucleotide when each base of the first nucleotide is paired with the base complementary to the second polynucleotide whose orientation is reversed.
  • the complementary bases are A and T (or A and U), and C and G.
  • an antisense polynucleotide according to the invention has at least 20, 25, 30, 35, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 1000 or 2000 consecutive nucleotides of the cDNA of AKIN11 of sequence SEQ ID N ° 1 or SEQ ID N ° 2.
  • a preferred antisense polynucleotide according to the invention consists of the nucleic acid of the cDNA of AKIN1 1 of sequence SEQ ID No. 1.
  • An antisense polynucleotide of the akin 11 gene according to the invention can be prepared by any suitable method well known to those skilled in the art, including by cloning and restriction enzyme action or by direct chemical synthesis according to techniques such as phosphodiester method of NARANG et al. (1979) or BROWN et al. (1979), the diethylphosphoramidite method of BEAUCAGE et al. (1980) or the solid support technique described in European patent No. EP-0 707 592.
  • the antisense polynucleotides must have a sufficient length and melting temperature to allow the formation of an intracellular duplex hybrid having sufficient stability to inhibit the expression of akin-11 mRNA.
  • Strategies for constructing the antisense polynucleotides are notably described by GREEN et al. (1986) and IZANT and WEINTRAUB (1984).
  • antisense polynucleotides are for example those described by SCZAKIEL et al. (1995) or those described in PCT application No. WO 95 / 24.223.
  • Another subject of the invention is the use of an antisense poloyucleotide hybridizing with the nucleic acid of sequence SEQ ID No. 2 to modulate the resistance of a plant to aggression by a pathogen, and in particular to inhibit resistance from a plant to aggression by a pathogen.
  • the resistance of a plant to aggression by a pathogen can be modulated by acting on the expression of the akinl 1 gene, for example by using antisense oligonucleotides.
  • Figure 1 illustrates Isolation of the ends of BAC from the TA&MU bank.
  • the nuclear DNA inserts are cloned into the vector pBeloBACH which comprises, in its sequence, the unique Sphl sites, BamHI, Smal, Sacl, and EcoRI. Digestion of the clone by one of these restriction enzymes makes it possible to generate fragments comprising a portion of the vector and a portion of insert of variable size. After religation of these fragments on themselves, the right end can be amplified by reverse PCR.
  • the insert fragment corresponding to the left end associated with the vector constitutes a functional plasmid comprising the origin of replication and the marker for resistance to chloramphenicol. The left end can thus be cloned by "plasmid rescue".
  • Cm r resistance to chloramphenicol; Ori, origin of replication.
  • FIG. 2 illustrates the search for ORFs in the region delimited by the markers mi413 and MXE2RE.
  • FIG. 3 illustrates the genomic structure of the Akinl 1 gene from Arabidopsis and position of the hxc-2 mutation:
  • the Akinl 1 gene comprises 11 exons, represented by gray rectangles, the size of which is indicated in kb. The exon containing the translation initiation codon is shown. The position of the bases, bordering each exon is indicated on the MXE2 clone. Fragments B, C, D, E, F, G and H amplified by PCR and cloned for the sequencing of the hxc-2 allele are represented by lines.
  • the hxc-2 mutation which results from a C -> T inversion at position 77578 of the clone MXE2, in exon 8 of the Akinl 1 gene is indicated.
  • Figure 4 illustrates the complementation of the hxc-2 mutation.
  • Cosmids used to transform mutant plants The cosmids C7119-29, C7119-32, C7119-66 and C7119-49 were used to transform, via Agrobacterium, mutant plants.
  • FIG. 5 illustrates the construct of a recombinant expression vector containing a cDNA or genomic DNA coding for the AKIN11 polypeptide, or the corresponding antisense sequence.
  • 35S Pro 35 S promoter of CaMV; NOS Ter: Terminator of the Nopaline synthase gene from A. Tumefaciens; EF: blunt ends.
  • NPIII kanamycin resistance gene.
  • AKINF SEQ ID N ° 13;
  • AKINR SEQ ID N ° 14.
  • FIG. 6 illustrates the construction of a recombinant expression vector containing a sequence of the CDNA coding for the AKIN11 polypeptide; or the corresponding antisense sequence.
  • 35S Pro 35 S promoter of CaMV; NOS Ter: Terminator of the Nopaline synthase gene from A. Tumefaciens; EF: blunt ends ,.
  • AKIN68 SEQ ID N ° 15.
  • AKIN1648 SEQ ID N ° 16.
  • EXAMPLE 1 POSITIONAL CLONING OF THE CAUSAL GENE OF THE SENSITIVITY PHENOTYPE IN THE HXC2 MUTANT PLANT: GLOBAL MAPPING ON DIFFERENT CHROMOSOMES OF ARABIDOPSIS THALIANA.
  • the mapping of the locus had been undertaken by the analysis of the phenotype of 132 F2 plants from the cross between a Co-gl-1-hxc-2 plant and the wild polymorphic ecotype , Ws-0.
  • a first phenotypic screen was carried out on this population in response to inoculation with strain 147 of Xanthomonas campestris pv. campestris and 78 individuals, including 28 plants of mutant phenotype, were selected and self-fertilized.
  • the analysis of the segregation of the hxc-2 character in each F3 subfamily resulting from self-fertilization made it possible to determine, in a co-dominant fashion, the genotype of the F2 individuals at the HXC2 locus.
  • the integration, in a genetic map previously carried out on the same population, of the genotype of the F2 plants at the HXC2 locus made it possible to position the locus in the centromeric position, on chromosome III, between the RFLP markers mi413 and atpox (Table 1).
  • This interval defined by the presence of a recombination event to the right of the mi413 telomeric marker and of a recombination event to the left of the centromeric marker, atpox, represents a physical distance of approximately 1.2 Mb, evaluated on the basis physical mapping data offered by the arrangement of YACs ("Yeast Artificial Chromosomes") clones from the Bank of Paris in the region. These data are available on the TAIR website (WWW.arabidopsis.org). The absence of additional recombination events in this interval made it impossible to envisage isolating the gene by a positional cloning approach.
  • the pursuit of chromosomal walking therefore consisted, firstly, in isolating recombinants in the interval defined by the flanking markers (mi413 and atpox), and secondly, in increase the number and therefore the resolution of molecular markers in this interval.
  • Table 1 Frequency of genetic recombination between the hxc2 locus and molecular markers of the Arabidopsis genome.
  • EXAMPLE 2 POSITIONAL CLONING OF THE CAUSAL GENE OF THE SENSITIVITY PHENOTYPE IN THE HXC2 MUTANT PLANT: RESTRICTION OF THE INTERVAL DEFINED BY THE mi413 and atpox MARKERS.
  • the positioning of a mutated locus by a positional cloning approach is only defined by the existence of genetic recombination events between the genotype of F2 individuals at the locus considered, accessible by the analysis of the segregation of the mutant character in the F3 lines, and the genotype of these same individuals for molecular markers linked to the mutation.
  • the restriction of the physical interval defining the position of a mutation therefore implies the identification of recombination events sufficiently close to the mutated locus.
  • the isolation of these random recombinants can only be done by increasing the size of the segregated population.
  • the mapping of the hxc2 locus had been carried out on a small population (78 individuals); therefore, the need to isolate new recombinants for the positional cloning of the gene was considered long before its location between the markers and atpox.
  • the isolation of random recombinants was therefore approached by an inverse genetics approach, after having located the HXC2 locus in a 13 cM window, between the GL-1 and m249 markers.
  • the hxc-2 mutant was isolated from a Co ⁇ -gl-1 genetic background.
  • the recessive mutation, gl-1, located in the centromeric position on chromosome III is responsible for the lack of differentiation of epidermal cells into trichomes and confers the glabrous phenotype.
  • This phenotypic marker inherited from the mutant parent in the population, co-aggregates with the hxc-2 mutation and constitutes one of the upper limits of the locus.
  • the presence of this phenotypic marker was used to isolate recombinants between the gl-1 and m249 markers.
  • 367 individuals of hairless phenotype (having inherited this trait from the mutant parent) were selected.
  • RFLP marker from a given sequence requires the prior identification of a restriction polymorphism between the parents of the crossing from which the segregated individuals come. All the RFLP probes used in this study were therefore hybridized to a parental membrane resulting from the digestion of genomic DNA from the two parental ecotypes (Co ⁇ -gl-1-hxc-2 and Ws-0) by 19 restriction enzymes.
  • the identification of 3 enzyme / probe pairs (MODI / EcoRV, MT024 / ⁇ / del MX021LE / Spel) showing a polymorphic hybridization profile between the parents, and making it possible to detect unambiguous heterozygous individuals, made it possible to define 3 markers usable for chromosomal walking (Table 2 below above).
  • Their use for mapping the mutated locus required the digestion of the DNA of all F2 individuals (or pools of F3 DNA resulting from these F2 individuals) with the specific enzyme, and the hybridization of these digests. to their respective probe.
  • the clones MOD1, MT024 and MX021, anchored on the physical map by their respective hybridization to the markers CIC8D2RE, CIC10A4LE and CIC10A8RE (corresponding to the ends of YAC clones located in the region (Creusot et al., 1995)) were completely sequenced in as part of the chromosome III sequencing program.
  • the use of the fragments amplified from these clones as RFLP markers made it possible to reduce the interval defined by the markers mi413 and atpox.
  • EXAMPLE 3 POSITIONAL CLONING OF THE CAUSAL GENE OF THE SENSITIVITY PHENOTYPE IN THE HXC2 MUTANT PLANT: CONSTRUCTION OF A PRECISE PHYSICAL MAP OF THE HXC2 LOCUS.
  • TA&MU is a 21 x 14 cm membrane on which approximately four equivalents of the haploid genome have been attached.
  • the filter comprising the 12288 clones of the bank is divided into 4 fields each containing 384 squares. Each square has 16 points corresponding to the transplanting of 8 clones in duplicate. The position of the hybridization signals which appear twice in the square of a given field therefore provides unambiguous information on the origin of the clone turned on by the hybridization.
  • the mi413 marker was thus able to be anchored between the bases of the MXE2 clone.
  • a third screening of the library carried out using of a 1.5 kb fragment corresponding to the left end of the clone MXE2, allowed the isolation of the clones T2H8 and T3N15.
  • the vector facilitates the isolation and cloning of the ends of the inserts which can subsequently be hybridized to the other BACs. These hybridizations make it possible, on the one hand, to specify the zones of overlap between BACs and, on the other hand, the orientation of the clones with respect to each other, steps necessary for the development of the contiguous.
  • the isolation of the right and left ends of these inserts, defined by the arms of the vector, can be carried out respectively by reverse PCR and "plasmid rescue": the unique sites Sph ⁇ , BamH ⁇ , Sma ⁇ , Sac ⁇ and EcoR ⁇ present in the sequence of pBeloBACH allow, via the digestion of a clone by one of these enzymes and the religation of the fragments generated on themselves, amplification by reverse PCR of the right end.
  • the religation products also generate a plasmid comprising the origin of replication of the vector, the chloramphenicol resistance marker, and a fragment of variable size corresponding to the left end of the insert ( Figure 1).
  • T25B14 extends further to the left of the HXC2 locus than the clones T8B20 and T16014. Furthermore, the signal detected on 4 of the 5 clones isolated by the markers CIC12D2RE and MXE2LE after labeling the right end of T16014 made it possible to confirm their presence in the region. On the other hand, the absence of signals corresponding to the clone T3N15 for all the probes tested in the region as well as its digestion profiles EcoRI, KpN ⁇ and BamH ⁇ distinct from the other clones present in the region have led to considering it as a screening artifact.
  • the marker MX021LE which constitutes the centromeric limit of the HXC2 locus was amplified between bases 351 and 1510 of the clone MX021; this marker is therefore present in the sequence of the clone T7I19 which overlaps the clone MX021 up to base 34747. Hybridization of the clone T7I19 with the two markers bordering the HXC2 locus provides proof that the HXC2 gene is present in the clone T7I19 .
  • the BAC banks produced in Arabidopsis were made from the wild Col-0 ecotype.
  • the BAC clones isolated by screening from the TA&MU bank therefore provided the elements necessary for the complementation of the hxc-2 mutation, isolated in a genetic background. Col-g.
  • these clones were not generated in binary vectors allowing the transformation of Arabidopsis. Complementation of the mutation therefore required the production of smaller fragments, in a binary vector allowing the stable transformation of mutant plants.
  • a high-resolution map of the HXC2 locus was therefore developed by partial EcoRI digestion of the clone T7I19 covering the locus, and by cloning of these fragments into a binary-type cosmid vector (pSLJ75515) making it possible to integrate fragments of a medium size. 20 kb.
  • the analysis of approximately 160 cosmids from this bank made it possible to select 10 of them, ensuring total coverage of the T7I19 clone.
  • the arrangement of these contiguous clones was facilitated by the knowledge of the sequence, and therefore of the restriction map of the 30 kb telomeric common to the clone, MXE2 and the 34 kb centromeric corresponding to the clone MX021.
  • an RFLP marker corresponding to the right end of the MXE2 clone was generated by amplification of a 675 bp fragment between bases 86114 and 86789 of this clone.
  • the amplified product made it possible to detect an EcoRV polymorphism between the parents of the cross.
  • the use of this marker on the population of recombinants isolated between the atpox and mi413 markers made it possible to eliminate the recombination event corresponding to the individual R284.
  • Maintaining a single recombinant, R269, between the marker MXE2RE and the locus made it possible to limit the interval to the few 20kb sequences corresponding to the right end of the clone MXE2, comprised between the markers mi413 and MXE2RE.
  • a prediction analysis of "ORFs" was carried out in the region.
  • EXAMPLE 4 POSITIONAL CLONING OF THE CAUSAL GENE OF THE SENSITIVITY PHENOTYPE IN THE HXC2 MUTANT PLANT: IDENTIFICATION OF THE CAUSAL GENE.
  • Genscan program http: // CCR- 081.mit.edu/GENSCAN.htm ⁇ on the sequence of the clone MXE2 made it possible to identify two ORFs in the interval defined by the markers mi4 3 and MXE2LE: a protein 171 amino acids with no homologies with the sequences present in the databases and a serine threonine kinase type SNF1, homologous to the yeast protein SNF1 ( Figure 2).
  • the predicted coding sequence of the protein kinase is 100% identical to that of the cDNA of the Akinl 1 gene from Arabidopsis (Accession No. X99279), initially isolated by heterologous screening of a cDNA library using the yeast SNF1 gene and interacting with PRL1 , a pleiotropic regulator of genes induced in response to hormonal or "sugar-dependent" signals (Németh et al., 1998, Bhalerao et al., 1999).
  • the strategy adopted for sequencing the Akinl 1 gene in the hxc-2 mutant therefore consisted in amplifying overlapping fragments of the genomic region containing this gene, and in cloning these fragments into a vector of the pGEM-T type (PROMEGA).
  • the sequencing of several independent clones, originating from each of the amplified fragments (FIG. 3) made it possible to identify the hxc-2 mutation.
  • This method which uses PCR, generates point deletions or base mismatches. These errors appear with a frequency, evaluated in this study at 10 "5 , which brings to 10 " 25 the probability of occurrence of an error on the same basis in two independent clones.
  • the detection of a C / T inversion at the base 77578 of the fragment E in 8 clones resulting from 2 independent amplifications is therefore, most probably, the result of the actual presence of this mutation in the gene sequence and not of 'an artifact due to an amplification error.
  • This point mutation is responsible for the change of arginine 335 from the predicted protein to tryptophan.
  • the genomic nucleotide sequence of the mutated akinl 1 gene is sequence SEQ ID No. 4 from the sequence listing.
  • the nucleotide sequence of the cDNA of the mutated akinl 1 gene is sequence SEQ ID No. 5 of the sequence listing. Relative to the wild-type sequence, the mutated nucleotide sequence of the akinl 1 gene involves replacing an initial C base with a T base, which constitutes the nucleotide at position 1972 of the sequence SEQ ID No. 4 and the nucleotide at position 1003 of the sequence
  • the deduced amino acid sequence corresponding to the mutated AKIN11 polypeptide is the sequence SEQ ID No. 6 of the sequence listing.
  • the mutated polypeptide of sequence SEQ ID No. 6 has the substitution of the initial arginine residue at position 335 with a tryptophan residue on the mutated peptide.
  • the plasmid pRK290 John Inocc Center transfer
  • the genomic DNA of the Akinl 1 gene is prepared by mini-preparation and used as template for a PCR experiment with the oligonucleotides AKINF (SEQ ID No. 13) and AKINR (SEQ ID No. 14 ) ..
  • the use of this pair of primers makes it possible to insert, by point mutagenesis, a Nael restriction site at the two ends of the amplified fragment of 2684 bp. This fragment is purified and cloned into the vector pGEM®-T (Promega). The insertion is verified by Nael / Drdl digestion.
  • the sequence of the fragment is entirely determined on several clones to test for the presence of mutations induced by PCR.
  • Nael / Drdl digestion of the plasmid makes it possible to purify on agarose gel a fragment of 2674 bp: ORF Akinl 1 of the retained clone (without mutation).
  • the diagram of the construction method is shown on the left of Figure 5.
  • the plasmid pBI121 (Clontech) is subjected to a double Sacl / Smal digestion.
  • Sac1 The end digested with Sac1 is made blunt by the action of the Kleenow fragment of the DNA polymerase I enzyme.
  • the ends of the fragment are dephosphorylated.
  • the ORF fragment Akinl 1 is ligated into the vector pBI121 dephosphorylated.
  • the plasmid pBlueScript SK- containing the cDNA of the Akinl 1 gene is prepared by mini-preparation and used as template for a PCR experiment with the oligonucleotides AKIN68 (SEQ ID No. 15) and AKIN1648 (SEQ ID No. 16).
  • the use of this pair of primers makes it possible to insert, by point mutagenesis, a Nael restriction site at the two ends of the 1602 bp amplifiate.
  • This fragment is purified and cloned into the vector pGEM®-T (Promega). The insertion is verified by Nael digestion.
  • the sequence of the fragment is entirely determined for several clones to test for the presence of mutations induced by PCR. Nael digestion of the plasmid makes it possible to purify on agarose gel a fragment of 1578 bp: cDNA Akinl 1.
  • the plasmid pBI121 (Clontech) is subjected to a double Sacl / Smal digestion.
  • Sac1 The end digested with Sac1 is made blunt by the action of the Kleenow fragment of the DNA polymerase I enzyme.
  • the ends of the fragment are dephosphorylated.
  • the Akinl 1 cDNA fragment is ligated into the dephosphorylated vector pBI121.
  • Target cells are undifferentiated cells in rapid divisions which have retained the ability to regenerate whole plants. This type of cell makes up the embryogenic callus (called type II) of corn. These calluses are obtained from immature Hill genotype embryos according to the method and on the media described by ARMSTRONG (1994). Fragments of such calluses with an area of 10 to 20 mm 2 were placed, 4 h before bombardment, at the rate of 16 fragments per dish in the center of a Petri dish containing a culture medium identical to the initiation medium , supplemented with 0.2M mannitol + 0.2M sorbitol.
  • the plasmids described in the previous examples and carrying the genes to be introduced are purified on a Qiagen R column according to the manufacturer's instructions. They are then precipitated on tungsten particles (M 10) following the protocol described by KLEIN (1987). The particles thus coated are projected towards the target cells using the cannon and according to the protocol described by J. FINER (1992). The callus boxes thus bombarded are then sealed using Scellofrais R and then grown in the dark at 27 ° C. The first subculture takes place 24 hours later, then every fortnight for 3 months on medium identical to the initiation medium added with a selective agent.
  • Calls are obtained after 3 months or sometimes earlier, calluses whose growth is not inhibited by the selective agent, usually and mainly composed of cells resulting from the division of a cell having integrated into its genetic heritage one or more copies of the selection gene.
  • the frequency of obtaining such calluses is approximately 0.8 cal per bombarded box.
  • calluses are identified, individualized, multiplied and then cultivated so as to regenerate seedlings, by modifying the hormonal and osmotic balance of the cells according to the method described by VAIN et al. (1989). These plants are then acclimatized in the greenhouse where they can be crossed to obtain hybrids or self-fertilized.
  • Agrobacterium tumefaciens according to the protocol described by ISHIDA et al. (1996), in particular from immature embryos 10 days after fertilization. All the media used are referenced in the cited reference.
  • the transformation begins with a coculture phase where the immature embryos of the corn plants are brought into contact for at least 5 min with Agrobacterium tumefaciens LBA 4404 containing the superbinary vectors.
  • the superbinary plasmid is the result of homologous recombination between an intermediate vector carrying the T-DNA containing the gene of interest and / or the selection marker derived from the plasmids described in the previous examples, and the vector pSB1 from Japan.
  • Tobacco (EP 672 752) which contains: the virB and virG genes of the plasmid pTiBo542 present in the supervirulent strain A281 of Agrobacterium tumefaciens (ATCC 37349) and a homologous region found in the intermediate vector allowing this homologous recombination.
  • the embryos are then placed on LSAs medium for 3 days in the dark and at 25 ° C.
  • the second selection step is carried out by transfer of the embryos which have developed on LSD5 medium, on LSD10 medium (phosphinotricin at 10 mg / l) in the presence of cefotaxime, for 3 weeks under the same conditions as above.
  • the third selection step consists in excising the type I calluses which remain white (fragments of 1 to 2 mm) and in transferring them 3 weeks in the dark and at 25 ° C on LSD 10 medium in the presence of cefotaxime.
  • the regeneration of the seedlings is carried out by excising the type I calluses which have proliferated and. by transferring them to LSZ medium in the presence of phosphinotricin at 5 mg / l and cefotaxime for 2 weeks at 22 ° C and under continuous light.
  • the plants which have regenerated are transferred to RM + G2 medium containing 100 mg / l of Augmentin for 2 weeks at 22 ° C. and under continuous illumination for the development stage.
  • the plants obtained are then transferred to the phytotron for their acclimatization.
  • ISHIDA ET AL. (1996), Nature Biotechnology, vol. 14: 745-750.

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Abstract

The invention concerns the use of a nucleic acid for synthesizing polypeptide AKIN11 in a plant to induce or enhance, in said plant, resistance to attack by a pathogen.

Description

Utilisation d'un acide nucléique pour conférer à une plante une résistance à l'agression par un pathogène, et plante transformée avec un tel acide nucléique Use of a nucleic acid to give a plant resistance to aggression by a pathogen, and plant transformed with such a nucleic acid
Domaine de l'inventionField of the invention
La présente invention se rapporte au domaine de l'induction ou de l'augmentation de la résistance des plantes à l'agression par un pathogène.The present invention relates to the field of inducing or increasing the resistance of plants to aggression by a pathogen.
Etat de ia techniqueTechnical condition
La résistance des plantes aux maladies provoquées par des organismes phytopathogènes est souvent induite par la reconnaissance spécifique d'un pathogène donné. Cette reconnaissance du pathogène conduit à une induction rapide des mécanismes de défense de la plante qui limitent la multiplication et la propagation du pathogène dans les différents tissus. Parmi ces mécanismes, la réponse hypersensible constitue une forme de mort cellulaire programmée induite rapidement dans les cellules de la plante qui sont directement en contact avec le pathogène. La réponse hypersensible (HR) joue probablement un rôle essentiel dans le confinement du pathogène au sein des cellules initialement exposées à ce dernier, conférant à cette plante une résistance audit pathogène.The resistance of plants to diseases caused by phytopathogenic organisms is often induced by the specific recognition of a given pathogen. This recognition of the pathogen leads to a rapid induction of the defense mechanisms of the plant which limit the multiplication and propagation of the pathogen in the various tissues. Among these mechanisms, the hypersensitive response constitutes a form of programmed cell death induced rapidly in the plant cells which are in direct contact with the pathogen. The hypersensitive response (HR) probably plays an essential role in the containment of the pathogen within the cells initially exposed to the latter, giving this plant resistance to said pathogen.
Lorsqu'un agent pathogène possédant un gène d'avirulence (avr) déterminé entre en contact avec une plante possédant le gène de résistance correspondant, une mort cellulaire rapide est localisée au site d'inoculation est initiée, ce qui constitue la réponse hypersensible qui limite la progression du pathogène.When a pathogen having a specific avirulence gene (avr) comes into contact with a plant having the corresponding resistance gene, rapid cell death is localized at the site of inoculation is initiated, which constitutes the hypersensitive response which limits progression of the pathogen.
Lors de l'infection, la reconnaissance de l'agent pathogène se réalise dans le cas de micro-organismes pathogènes bactériens, le plus souvent dans le cytoplasme où les facteurs d'avirulence sont injectés via un système de sécrétion codé par le cluster hrp (« hypersensibility and pathogenicity »).During infection, the pathogen is recognized in the case of bacterial pathogenic microorganisms, most often in the cytoplasm where the avirulence factors are injected via a secretion system coded by the hrp cluster ( "Hypersensibility and pathogenicity").
Les protéines de résistance présentent entre elles des similarités de structure et sont susceptibles d'intervenir également dans la voie de signalisation de la HR. Les analyses de mutation chez Arabidopsis ont permis d'identifier des gènes nécessaires à la résistance associée au gène de résistance (Glazebrook et al. 1997). Les gènes EDS1 et NDR1 de Arabidopsis codent pour des composants essentiels de la résistance spécifique de race (Century et al., 1995; Faik et al., 1999).The resistance proteins have structural similarities with each other and are also capable of intervening in the HR signaling pathway. Mutation analyzes in Arabidopsis have made it possible to identify genes necessary for the resistance associated with the resistance gene (Glazebrook et al. 1997). The EDS1 and NDR1 genes of Arabidopsis code for essential components of breed specific resistance (Century et al., 1995; Faik et al., 1999).
On a démontré récemment que ces deux gènes définissent deux voies de signalisation différentes dépendantes du type structural de la protéine de résistance (AARTS et al., 1998).These two genes have recently been shown to define two different signaling pathways dependent on the structural type of the resistance protein (AARTS et al., 1998).
Il existe un besoin dans l'état de la technique d'identifier de nouveaux gènes capables d'induire un phenotype de résistance à un pathogène chez une plante, notamment chez une plante de grande culture d'intérêt agronomique, afin d'éviter, ou à tout le moins de réduire, les traitements des cultures par des pesticides chimiques dont il est démontré qu'ils sont défavorables à l'environnement.There is a need in the prior art to identify new genes capable of inducing a phenotype of resistance to a pathogen in a plant, in particular in a field crop of agronomic interest, in order to avoid, or at the very least to reduce the treatment of crops with chemical pesticides which have been shown to be harmful to the environment.
SOMMAIRE DE L'INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
L'invention a pour objet l'utilisation d'un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN 11 chez une plante pour induire ou augmenter, chez cette plante, une résistance à l'agression par un pathogène.The subject of the invention is the use of a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide in a plant to induce or increase, in this plant, resistance to aggression by a pathogen.
De préférence, l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN 11 comprend un polynucléotide codant pour le polypeptide AKIN 11 choisi parmi les séquences SEQ ID N°1 et SEQ ID N°2 et leurs séquences homologues résultant de la dégénérescence du code génétique.Preferably, the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide comprises a polynucleotide coding for the AKIN 11 polypeptide chosen from the sequences SEQ ID No. 1 and SEQ ID No. 2 and their homologous sequences resulting from the degeneration of the genetic code.
Avantageusement, l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN 11 comprend un polynucléotide régulant l'expression du polynucléotide codant pour le polypeptide AKIN 11 chez la plante. Selon un mode de réalisation particulier, l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN 11 chez une plante est inséré dans un vecteur d'expression.Advantageously, the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide comprises a polynucleotide regulating the expression of the polynucleotide coding for the AKIN 11 polypeptide in the plant. According to a particular embodiment, the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide in a plant is inserted into an expression vector.
L'invention est également relative à des procédés d'obtention d'une plante transformée avec un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN 11 chez cette plante. L'invention a également trait à une plante résistant à un pathogène de .végétal, caractérisée en ce qu'elle a été transformée avec un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN 11 chez cette plante.The invention also relates to methods for obtaining a plant transformed with a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide in this plant. The invention also relates to a plant resistant to a plant pathogen, characterized in that it has been transformed with a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide in this plant.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Il a été montré selon l'invention que le gène codant pour la protéine AKIN11 permettait d'induire une résistance à un pathogène donné chez une plante initialement sensible à l'agression par ledit pathogène.It has been shown according to the invention that the gene coding for the protein AKIN11 makes it possible to induce resistance to a given pathogen in a plant initially sensitive to aggression by said pathogen.
Le gène akin 11 a été isolé initialement par criblage hétérologue d'une banque d'ADNc à l'aide du gène SNF1 de levure. Il avait été montré que le produit du gène akin 11 interagissait avec la protéine PRL1 , qui est un régulateur pléiotropique des gènes induits en réponse à des signaux hormonaux ou « sucre-dépendants » (NEMETH et al. 1998); BHALEARO et al., (1999) ont montré que le gène akin11 était potentiellement implique dans le métabolisme des sucres chez la plante, puisque la protéine AKIN 11 interagit avec la protéine PRL1 de levure qui est impliquée dans la régulation du métabolisme du sucre en réponse à un signal régulateur du glucose chez ce micro-organisme.The akin 11 gene was initially isolated by heterologous screening of a cDNA library using the yeast SNF1 gene. The akin 11 gene product had been shown to interact with the PRL1 protein, which is a pleiotropic regulator of genes induced in response to hormonal or "sugar-dependent" signals (NEMETH et al. 1998); BHALEARO et al. (1999) have shown that the akin11 gene is potentially involved in the metabolism of sugars in plants, since the AKIN 11 protein interacts with the yeast protein PRL1 which is involved in regulating the metabolism of sugar in response to a glucose regulating signal in this microorganism.
II a été montré pour la première fois selon l'invention que le gène akin 11 était capable d'induire chez une plante une résistance à l'agression par un pathogène. Sur la base d'une opération de mutagenèse chimique chezIt has been shown for the first time according to the invention that the akin 11 gene is capable of inducing in a plant resistance to aggression by a pathogen. Based on a chemical mutagenesis operation at
Arabidopsis thaliana, le demandeur a caractérisé un mutant, le mutant hxc-2, qui présente un phenotype sensible en réponse à l'infection par la souche avirulente de Xaηthomonas campestris pv.campestris souche 147. Le demandeur a également montré, par l'utilisation de marqueurs biochimiques et moléculaires, que la mutation affectait de manière pléiotropique les réponses de défense de la plante. De plus, une première analyse génétique détaillée réalisée par le demandeur a montré que la mutation est héritée comme un caractère monogénique récessif, le gène correspondant étant localisé sur le chromosome III, entre les marqueurs mi 413 et atpox, dans une région du gène d'environ 2,1 cM, ce qui correspond approximativement à une région du chromosome longue de 1 à 2 mégabases.Arabidopsis thaliana, the applicant has characterized a mutant, the mutant hxc-2, which exhibits a sensitive phenotype in response to infection with the avirulent strain of Xaηthomonas campestris pv.campestris strain 147. The applicant has also shown, by the use biochemical and molecular markers, that the mutation pleiotropically affected the defense responses of the plant. In addition, a first detailed genetic analysis carried out by the applicant has shown that the mutation is inherited as a recessive monogenic trait, the corresponding gene being located on chromosome III, between the markers mi 413 and atpox, in a region of the gene. about 2.1 cM, which roughly corresponds to a region of the chromosome 1 to 2 megabases long.
L'absence d'événement de recombinaison dans cette région deThe absence of a recombination event in this region of
2,1 cM du chromosome III ne permettait pas d'envisager d'isoler le gène par une approche classique de clonage positionnel. Le demandeur a en conséquence créé de nouveaux marqueurs physiques dans cette région, puis a construit une carte physique précise du locus HXC2 afin de bâtir un contigue de clones BACs entre les marqueurs mi413 et le nouveau marqueur MXO21-LE avant de construire une carte de haute résolution couvrant le locus HXC2, puis d'analyser les séquences nucleotidiques comprises dans un intervalle défini entre le marqueur mi413 et le nouveau marqueur MXE2LE.2.1 cM of chromosome III did not make it possible to envisage isolating the gene by a conventional approach of positional cloning. The applicant therefore created new physical markers in this region, then built a precise physical map of the HXC2 locus in order to construct a contiguous BAC clone between the markers mi413 and the new marker MXO21-LE before constructing a high map. resolution covering the HXC2 locus, then analyze the nucleotide sequences included in a defined interval between the marker mi413 and the new marker MXE2LE.
Il est montré selon l'invention que l'intervalle défini par les marqueurs MI413 et le nouveau marqueur MXE2LE comprend le gène akin11, qui est muté dans les plantes hxc2 sensibles à un pathogène.It is shown according to the invention that the interval defined by the markers MI413 and the new marker MXE2LE comprises the akin11 gene, which is mutated in hxc2 plants sensitive to a pathogen.
Il a de plus été montré selon l'invention que la complémentation du mutant hxc2 avec le gène akin11 non muté permet de restaurer, chez la plante ainsi complémentée, le phenotype de résistance à l'agression par un pathogène. Un premier objet de l'invention consiste en l'utilisation d'un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 chez une plante pour induire ou augmenter, chez cette plante, une résistance à l'agression par un pathogène.It has also been shown according to the invention that the complementation of the mutant hxc2 with the non-mutated akin11 gene makes it possible to restore, in the plant thus complemented, the phenotype of resistance to aggression by a pathogen. A first object of the invention consists in the use of a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide in a plant to induce or increase, in this plant, resistance to aggression by a pathogen.
Par « polypeptide AKIN11 », non entend un polypeptide comprenant la séquence en acides aminés SEQ ID N°3 du listage de séquences.By "AKIN11 polypeptide" does not mean a polypeptide comprising the amino acid sequence SEQ ID No. 3 of the sequence listing.
Selon l'invention, toute technique classique de biologie moléculaire, de microbiologie et d'ADN recombinant connue de l'homme du métier peut être utilisée. De telles techniques sont décrites par exemple par SAMBROOK et al., (1989), GLOVER (1985), GAIT (1984),According to the invention, any conventional technique of molecular biology, microbiology and recombinant DNA known to those skilled in the art can be used. Such techniques are described for example by SAMBROOK et al., (1989), GLOVER (1985), GAIT (1984),
HAMES et HIGGINS (1985), et AUSUBEL et al. (1989).HAMES and HIGGINS (1985), and AUSUBEL et al. (1989).
Aux fins de la présente description, l'expression « séquence nucléotidique » peut être employée pour désigner indifféremment un polynucléotide ou un acide nucléique. L'expression « séquence nucléotidique » englobe le matériel génétique lui-même qui n'est donc pas restreinte à l'information concernant sa séquence.For the purposes of the present description, the expression “nucleotide sequence” can be used to denote either a polynucleotide or a nucleic acid. The expression "sequence nucleotide "includes the genetic material itself which is therefore not restricted to information regarding its sequence.
Les termes « acide nucléique », « polynucléotide », « oligonucléotide » ou encore « séquence nucléotidique » englobent des séquences d'ARN, d'ADN, d'ADNc ou encore des séquences hybrides ARN/ADN de plus d'un nucléotide, indifféremment sous la forme simple brin ou sous la forme duplex.The terms “nucleic acid”, “polynucleotide”, “oligonucleotide” or “nucleotide sequence” include RNA, DNA, cDNA sequences or even RNA / DNA hybrid sequences of more than one nucleotide, indifferently in single strand form or in duplex form.
Le terme « nucléotide » désigne à la fois des nucléotides naturels (A,T,G,C) ainsi que des nucléotides modifiés qui comprennent au moins une modification telle que (i) un analogue d'une purine, (ii) un analogue d'une pyrimidine, ou (iii) un sucre analogue, de tels nucléotides modifiés étant décrits par exemple dans la demande PCT N°WO 95/04064.The term “nucleotide” designates both natural nucleotides (A, T, G, C) as well as modified nucleotides which comprise at least one modification such as (i) an analog of a purine, (ii) an analog of d 'a pyrimidine, or (iii) a similar sugar, such modified nucleotides being described for example in PCT application No. WO 95/04064.
Un acide nucléique « permettant la synthèse » du polypeptide AKIN11 consiste en un acide nucléique dont la séquence comprend la totalité des codons nécessaires à la traduction de cet acide nucléique, ou d'un acide nucléique qui en est dérivé, vers le polypeptide AKIN11 de séquence SEQ ID N°3. Ainsi, l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 englobe un acide nucléique comprenant les onze exons du gène akin11 qui est décrit notamment dans la base de données GENBANK sous le n° d'accès X99.279, ou encore par la séquence SEQ ID N°2 du listage de séquences. La position respective du premier et du dernier nucléotide de chacun des exons du gène akin11, dans la séquence SEQ ID N°2, est respectivement: Exon 1 (14-97); Exon 2 (393- 587); Exon 3 (717-901); Exon 4 (996-1180); Exon 5 (1276-1406); Exon 6 (1504-1688); Exon 7 (1764-1854); Exon 8 (1940-2023); Exon 9 (2107- 2246); Exon 10 (2383-2613) et Exon 11 (2899-3203). La base A du codon ATG d'initiation de la traduction est le nucléotide en position 395 de la séquence SEQ ID N°2. La base T du codon TGA d'arrêt de la traduction est le nucléotide en position 3005 de la séquence SEQ ID N°2.A nucleic acid "allowing the synthesis" of the AKIN11 polypeptide consists of a nucleic acid whose sequence includes all of the codons necessary for the translation of this nucleic acid, or of a nucleic acid which is derived therefrom, to the AKIN11 polypeptide of sequence SEQ ID N ° 3. Thus, the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide includes a nucleic acid comprising the eleven exons of the akin11 gene which is described in particular in the GENBANK database under the access number X99.279, or also by the sequence SEQ Sequence listing ID # 2. The respective positions of the first and last nucleotides of each of the exons of the akin11 gene, in the sequence SEQ ID No. 2, are respectively: Exon 1 (14-97); Exon 2 (393-587); Exon 3 (717-901); Exon 4 (996-1180); Exon 5 (1276-1406); Exon 6 (1504-1688); Exon 7 (1764-1854); Exon 8 (1940-2023); Exon 9 (2107-2246); Exon 10 (2383-2613) and Exon 11 (2899-3203). The base A of the ATG codon for initiating translation is the nucleotide at position 395 of the sequence SEQ ID No. 2. The T base of the translation stop TGA codon is the nucleotide at position 3005 of the sequence SEQ ID No. 2.
Un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptideA nucleic acid allowing the synthesis of the polypeptide
AKIN11 englobe aussi les acides nucléiques comprenant la région codant le polypeptide AKIN11 qui se présentent sous la forme d'un ARN ou d'un ADNc, la région codante de l'ADNc codant pour le polypeptide AKIN11 étant incluse dans la séquence SEQ ID N°1 du listage de séquences.AKIN11 also includes the nucleic acids comprising the region coding for the AKIN11 polypeptide which are in the form of an RNA or cDNA, the coding region of the cDNA coding for the polypeptide AKIN11 being included in the sequence SEQ ID N ° 1 of the sequence listing.
Pour obtenir la séquence d'ADNc du gène akin11, l'homme du métier peut réaliser une amplification par RT-PCR sur les ARNs messagers extraits des cellules de Arabidopsis thaliana à l'aide du couple d'amorces AKIN 68 (SEQ ID N°15) et AKIN1648 (SEQ ID N°16). Une séquence d'ADNc comprenant la région codant le polypeptide AKIN11 consiste en la séquence SEQ ID N°1. La base A du codon ATG d'initiation de la traduction est le nucléotide en position 1 de la séquence SEQ ID N°1. La base T du codon TGA d'arrêt de la traduction est le nucléotide en position 1537 de la séquence SEQ ID N°1.To obtain the cDNA sequence of the akin11 gene, a person skilled in the art can carry out an amplification by RT-PCR on the messenger RNAs extracted from Arabidopsis thaliana cells using the pair of primers AKIN 68 (SEQ ID No. 15) and AKIN1648 (SEQ ID No. 16). A cDNA sequence comprising the region coding for the AKIN11 polypeptide consists of the sequence SEQ ID No. 1. The base A of the translation initiation ATG codon is the nucleotide at position 1 of the sequence SEQ ID No. 1. The T base of the translation stop TGA codon is the nucleotide at position 1537 of the sequence SEQ ID No. 1.
Pour obtenir la séquence nucléotidique génomique du gène akin11 , l'homme du métier peut réaliser une réaction d'amplification à l'aide du couple d'amorces AKINF (SEQ ID N°13) et AKINR (SEQ ID N°14), à partir d'ADN génomique de Arabidopsis thaliana, par exemple à partir d'ADN génomique contenu dans une banque de vecteurs BACs, ou de vecteurs YACs contenant des inserts d'ADN génomique de cette plante.To obtain the genomic nucleotide sequence of the akin11 gene, a person skilled in the art can carry out an amplification reaction using the pair of primers AKINF (SEQ ID No. 13) and AKINR (SEQ ID No. 14), from genomic DNA from Arabidopsis thaliana, for example from genomic DNA contained in a bank of BAC vectors, or from YAC vectors containing inserts of genomic DNA from this plant.
De préférence, l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN 11 comprend un polynucléotide choisi parmi les séquences nucleotidiques SEQ ID N°1 et SEQ ID N°2, ainsi que leurs séquences homologues résultant de la dégénérescence du code génétique.Preferably, the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide comprises a polynucleotide chosen from the nucleotide sequences SEQ ID No. 1 and SEQ ID No. 2, as well as their homologous sequences resulting from the degeneration of the genetic code.
Par « région codante » du polypeptide AKIN11 , on entend une séquence qui est transcrite et traduite dans le polypeptide AKIN11 dans une cellule, in vitro ou in vivo, lorsque cette séquence est placée sous le contrôle de séquence(s) régulatrice(s) appropriée(s). Les extrémités de la région codante sont délimitées, du côté 5' de cette région, par le codon d'initiation de la traduction et, du côté 3' de cette région, par le codon d'arrêt de la traduction.By “coding region” of the AKIN11 polypeptide is meant a sequence which is transcribed and translated into the AKIN11 polypeptide in a cell, in vitro or in vivo, when this sequence is placed under the control of appropriate regulatory sequence (s) (s). The ends of the coding region are delimited on the 5 'side of this region by the translation initiation codon and, on the 3' side of this region, by the translation stop codon.
L'objectif poursuivi par l'invention est:The objective pursued by the invention is:
- soit d'induire chez une plante la résistance à un pathogène auquel elle est naturellement sensible;- either to induce in a plant resistance to a pathogen to which it is naturally sensitive;
- soit d'augmenter chez une plante sa résistance à une agression par un pathogène. En conséquence, on s'assurera que l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 est exprimé de manière optimale et/ou contrôlée chez la plante pour laquelle une résistance à l'agression par un pathogène est recherchée. Dans un premier mode de réalisation préféré d'un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 selon l'invention, ledit acide nucléique comprend, outre la région codante nécessaire à la synthèse du polypeptide, un polynucléotide régulateur de l'expression de la séquence nucléotidique codant pour AKIN11 chez la plante.- or to increase in a plant its resistance to aggression by a pathogen. Consequently, it will be ensured that the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide is expressed in an optimal and / or controlled manner in the plant for which resistance to aggression by a pathogen is sought. In a first preferred embodiment of a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide according to the invention, said nucleic acid comprises, in addition to the coding region necessary for the synthesis of the polypeptide, a polynucleotide regulating the expression of the nucleotide sequence coding for AKIN11 in plants.
Au sens de l'invention, les signaux régulant l'expression de la région codant le polypeptide AKIN11 englobent des séquences contrôlant la transcription ou la traduction, tels que des promoteurs, des séquences activatrices (« enhancers »), des séquences terminateurs et, le cas échéant, des signaux de polyadénylation.Within the meaning of the invention, the signals regulating the expression of the region coding for the AKIN11 polypeptide include sequences controlling transcription or translation, such as promoters, activator sequences ("enhancers"), terminator sequences and, the where appropriate, polyadenylation signals.
Une séquence régulatrice du type « promoteur », au sens de l'invention, est une région régulatrice reconnue par une ARN polymérase dans la cellule capable d'initier la transcription de la région codante du polypeptide AKIN11. De préférence, une séquence promoteur selon l'invention comprend le site d'initiation de la transcription ainsi que les domaines responsables de la fixation de l'ARN polymérase.A “promoter” type regulatory sequence, within the meaning of the invention, is a regulatory region recognized by an RNA polymerase in the cell capable of initiating transcription of the coding region of the AKIN11 polypeptide. Preferably, a promoter sequence according to the invention comprises the site of initiation of transcription as well as the domains responsible for the binding of RNA polymerase.
La région codante du polypeptide AKIN11 est placée « sous le contrôle » d'un polynucléotide régulateur dans une cellule de plante, lorsque l'ARN polymérase transcrit cette région codante en ARN messager, qui peut être ultérieurement épissé lorsque la région codante est d'origine génomique, puis traduite dans la protéine AKIN11.The coding region of the AKIN11 polypeptide is placed "under the control" of a regulatory polynucleotide in a plant cell, when the RNA polymerase transcribes this coding region into messenger RNA, which can be subsequently spliced when the coding region is of origin. genomics, then translated into the AKIN11 protein.
Selon les cas, on recherche une expression constitutive du polypeptide AKIN 11 chez la plante dans laquelle une induction ou une augmentation de la résistance à l'agression contre un pathogène est recherchée, ou une expression inductible de ce polypeptide en réponse à des signaux externes, par exemple un stress biotique, soit encore une expression du polypeptide AKIN11 qui puisse être limitée à un ou plusieurs tissus de la plante, notamment dans le cas où le pathogène à laquelle la plante est naturellement sensible attaque spécifiquement seulement certains de ses tissus ou organes. Selon un autre aspect, on recherche la localisation du polypeptide AKIN11 dans un compartiment donné de la cellule, telle que les chloroplastes, les mitochondries, le réticulum endoplasmique, les vacuoles ou la paroi cellulaire. Dans ce mode de réalisation particulier, l'acide nucléique permet-tant la synthèse du polypeptide AKIN11 code pour un polypeptide de fusion constitué du polypeptide AKIN11 fusionné avec un peptide signal permettant sa localisation dans un compartiment cellulaire donné ou sa sécrétion dans la paroi cellulaire. Par « pathogène » on entend un pathogène d'origine bactérienne, fongique ou virale. Parmi les pathogènes contre lesquels une résistance est recherchée selon l'invention, on peut citer, à titre non limitatif, Xanthomonas Erwinia, fusarium, Sclerotinia, le mildiou, le Pvx (« Potatoe virus x »), le Pvy (« Potatoe virus y »), le cmc (« Cucumber mosaïc virus ») ou le Tylcv (« Tomatoe yellow leaf curl virus »).Depending on the case, a constituent expression of the AKIN 11 polypeptide is sought in the plant in which an induction or an increase in resistance to aggression against a pathogen is sought, or an inducible expression of this polypeptide in response to external signals, for example biotic stress, that is to say an expression of the AKIN11 polypeptide which can be limited to one or more tissues of the plant, in particular in the case where the pathogen to which the plant is naturally sensitive specifically attacks only certain of its tissues or organs. According to another aspect, the localization of the AKIN11 polypeptide is sought in a given compartment of the cell, such as chloroplasts, mitochondria, endoplasmic reticulum, vacuoles or the cell wall. In this particular embodiment, the nucleic acid allows the synthesis of the AKIN11 polypeptide coding for a fusion polypeptide consisting of the AKIN11 polypeptide fused with a signal peptide allowing its localization in a given cell compartment or its secretion in the cell wall. By "pathogen" is meant a pathogen of bacterial, fungal or viral origin. Among the pathogens against which resistance is sought according to the invention, there may be mentioned, without limitation, Xanthomonas Erwinia, fusarium, Sclerotinia, mildew, Pvx ("Potatoe virus x"), Pvy ("Potatoe virus y ”), Cmc (“ Cucumber mosaic virus ”) or Tylcv (“ Tomatoe yellow leaf curl virus ”).
De manière tout à fait préférée, un pathogène contre lequel la résistance d'une plante est induite ou augmentée selon l'invention est un pathogène " nécrotrophe, qui se multiplie majoritairement dans l'espace intercellulaire et pour lequel le développement d'une mort cellulaire précoce est favorable à sa propagation dans l'ensemble des tissus de la feuille. De tels pathogènes nécrotrophes sont principalement bactériens et sont souvent rencontrés dans l'Europe du Nord. La souche de Xanthomonas campestris constitue un tel pathogène nécrotrophe. D'autres pathogènes contre lesquels la résistance d'une plante est induite ou augmentée selon l'invention sont, à titre illustratif mais non limitatif, les souches de Peronospora parasitica et Pseυdomonas syringae.Most preferably, a pathogen against which the resistance of a plant is induced or increased according to the invention is a "necrotrophic pathogen, which mainly multiplies in the intercellular space and for which the development of cell death Early growth is favorable for its spread across all leaf tissues. Such necrotrophic pathogens are mainly bacterial and are often found in northern Europe. The Xanthomonas campestris strain is one such necrotrophic pathogen. which the resistance of a plant is induced or increased according to the invention are, by way of illustration but not limitation, the strains of Peronospora parasitica and Pseυdomonas syringae.
Selon un premier mode de réalisation préféré, l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AK1N11 comprend, outre la région codante du polypeptide AKIN11 , également un polynucléotide régulant l'expression de cette région codante chez la plante. Selon un second mode de réalisation préféré de l'invention, l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 est inséré dans un vecteur, ledit vecteur comprenant un ou plusieurs des signaux nécessaires au contrôle de l'expression de la région codante pour le polypeptide AKIN11 chez la plante.According to a first preferred embodiment, the nucleic acid allowing the synthesis of the AK1N11 polypeptide comprises, in addition to the coding region of the AKIN11 polypeptide, also a polynucleotide regulating the expression of this coding region in the plant. According to a second preferred embodiment of the invention, the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide is inserted into a vector, said vector comprising one or more of the signals necessary for the control of expression of the coding region for the AKIN11 polypeptide in plants.
PROMOTEURS PREFERES SELON l'INVENTIONPREFERRED PROMOTERS ACCORDING TO THE INVENTION
De manière générale, pour le choix d'un promoteur adapté, l'homme du métier pourra avantageusement se référer à l'ouvrage de SAMBROOK et al. (1989) ou encore aux techniques décrites par FULLER et al. (1996).In general, for the choice of a suitable promoter, a person skilled in the art can advantageously refer to the work by SAMBROOK et al. (1989) or to the techniques described by FULLER et al. (1996).
Promoteurs constitutifsConstituent promoters
Des promoteurs pour l'expression d'un acide nucléique codant pour le polypeptide AKIN11 dans les plantes sont par exemple : - le promoteur CaMV 35S du virus de la mosaïque du chou- fleur, Me ELROY et al. (1991),Promoters for the expression of a nucleic acid encoding the AKIN11 polypeptide in plants are for example: - the CaMV 35S promoter of the cauliflower mosaic virus, Me ELROY et al. (1991)
- le promoteur 35S, ou avantageusement le promoteur constitutif double 35S (pd35S) du CaMV, décrits dans l'article de KAY et al.. (1987); - le promoteur actine du riz suivi de l'intron actine de riz (PAR-- the 35S promoter, or advantageously the constitutive double 35S promoter (pd35S) of CaMV, described in the article by KAY et al. (1987); - the rice actin promoter followed by the rice actin intron (PAR-
LAR) contenu dans le plasmide pAct-1-F4 décrit par McELROY et al. (1991);LAR) contained in the plasmid pAct-1-F4 described by McELROY et al. (1991);
- le promoteur du gène de l'actine 1 du riz (Me ELROY et al., (1990) - ou encore le promoteur du gène AdH du maïs (DENNIS et al.,- the promoter of the actin 1 gene from rice (Me ELROY et al., (1990) - or the promoter from the AdH gene from maize (DENNIS et al.,
1984) ou le promoteur de l'ubiquitine du maïs (CHRISTENSEN et al., 1996) ;1984) or the promoter of corn ubiquitin (CHRISTENSEN et al., 1996);
- le promoteur pUbii du gène codant pour l'ubiquitine 1 de maïs (CHRISTENSEN et al., (1992) - des promoteurs chimériques comprenant des séquences activatrices (" enhancer "), tels que le promoteur 35S décrit par HIGGINS ét al. (1991 ).- the pUbii promoter of the gene coding for corn ubiquitin 1 (CHRISTENSEN et al., (1992) - chimeric promoters comprising activator sequences ("enhancer"), such as the 35S promoter described by HIGGINS et al. (1991 ).
D'autres promoteurs utiles pour l'expression d'un polynucléotide d'intérêt dans les plantes sont décrits notamment dans les brevets n°US 5,750,866 et US 5,633,363, l'ensemble des documents et articles précités constituant des références sur lesquelles l'homme du métier pourra se fonder pour construire des vecteurs recombinants selon l'invention.Other promoters useful for the expression of a polynucleotide of interest in plants are described in particular in patents No. US 5,750,866 and US 5,633,363, all documents and articles mentioned above constituting references on which the person skilled in the art can rely on to construct recombinant vectors according to the invention.
Promoteurs inductiblesInducible promoters
Le cas échéant, la séquence régulatrice capable de contrôler l'acide nucléique codant pour un polypeptide selon l'invention peut être une séquence régulatrice inductible par un métabolite particulier, tel que: - une séquence régulatrice inductible par les glucocorticoïdes telle que décrite par AOYMA et al. (1997) ou telle que décrit par McNELLYS et al. (1998);Where appropriate, the regulatory sequence capable of controlling the nucleic acid coding for a polypeptide according to the invention can be a regulatory sequence inducible by a particular metabolite, such as: - a regulatory sequence inducible by glucocorticoids as described by AOYMA and al. (1997) or as described by McNELLYS et al. (1998);
- une séquence régulatrice inductible par l'éthanol, telle que celle décrite par SALTER et al. (1998) ou encore telle que décrite par KADDICK et al; (1998);- a regulatory sequence inducible by ethanol, such as that described by SALTER et al. (1998) or as described by KADDICK et al; (1998);
- une séquence régulatrice inductible par la tétracycline telle que celle commercialisée par la Société CLONTECH.- a regulatory sequence inducible by tetracycline such as that sold by the company CLONTECH.
- une séquence de promoteur inductible par un pathogène ou par un métabolite produit par un pathogène.- a promoter sequence inducible by a pathogen or by a metabolite produced by a pathogen.
Promoteurs spécifiques de tissusSpecific tissue promoters
La séquence régulatrice capable de contrôler l'acide nucléique codant pour le polypeptide AKIN11 peut aussi diriger la synthèse de ce polypeptide spécifiquement dans certains tissus, comme la graine, la feuille ou la racine. Il peut s'agir notamment des séquences régulatrices suivantes:The regulatory sequence capable of controlling the nucleic acid coding for the AKIN11 polypeptide can also direct the synthesis of this polypeptide specifically in certain tissues, such as the seed, the leaf or the root. These may in particular be the following regulatory sequences:
- un promoteur tissu spécifique comme le promoteur HMWG de blé ou d'orge, ou encore le promoteur pCRU du gène de la cruciférine de radis, qui permettent tous trois une expression de la protéine d'intérêt dans les graines (ROBERTS et al. (1989) ; ANDERSON O.D. et al. (1989); DEPIGNY-THIS et al.(1992);- a specific tissue promoter such as the HMWG wheat or barley promoter, or the pCRU promoter of the radish cruciferin gene, which all allow expression of the protein of interest in the seeds (ROBERTS et al. ( 1989); ANDERSON OD et al. (1989); DEPIGNY-THIS et al. (1992);
- les promoteurs pGEA1 et pGEA6 correspondant à la région 5' non codante des gènes de la protéine de réserve de graines, GEA1 et GEA6 respectivement à'Arabidopsis thaliana (GAUBIER et al., (1993) et permettant une expression spécifique dans les graines;- the promoters pGEA1 and pGEA6 corresponding to the 5 ′ non-coding region of the genes of the seed reserve protein, GEA1 and GEA6 respectively to Arabidopsis thaliana (GAUBIER et al., (1993) and allowing specific expression in seeds;
- le promoteur du gène de zéine de maïs (pzéine) contenu dans le plasmide p63, et permettant l'expression dans l'albumen des semences de maïs (REINA et al., 1990);- the promoter of the corn zein gene (pzein) contained in the plasmid p63, and allowing the expression in the endosperm of corn seeds (REINA et al., 1990);
- des promoteurs spécifiques de régions ou de tissus particuliers des plantes, et plus particulièrement des promoteurs spécifiques des graines (DATLA, R. et al., 1997), notamment les promoteurs de la napine (EP 255 378), de la phaseoline, de la glutenine, de l'héliantinine (WO 92/17580), de l'albumine (WO 98/45460), de l'oélosine (WO 98/45461), de IΑTS1 ou de IΑTS3 (PCT/US 98/06978, déposée le 20 Octobre 1998;- specific promoters of particular regions or tissues of plants, and more particularly specific promoters of seeds (DATLA, R. et al., 1997), in particular the promoters of napine (EP 255 378), of phaseoline, of glutenin, heliantinin (WO 92/17580), albumin (WO 98/45460), oelosin (WO 98/45461), IΑTS1 or IΑTS3 (PCT / US 98/06978, filed October 20, 1998;
- promoteurs spécifiques des tissus foliaires ou des racines.- specific promoters of leaf tissue or roots.
Avantageusement, l'homme du métier pourra utiliser le promoteur spécifique des tissus foliaires inductible par la lumière décrit par Terzaghi et al. (1995) ou encore le promoteur spécifique des racines décrit par Elmayan et al. (1995).Advantageously, those skilled in the art may use the specific promoter of the light-inducible leaf tissue described by Terzaghi et al. (1995) or the specific root promoter described by Elmayan et al. (1995).
AUTRES SEQUENCES CONTENANT DES SIGNAUX REGULATEURSOTHER SEQUENCES CONTAINING REGULATORY SIGNALS
De manière avantageuse, l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 peut aussi contenir une ou plusieurs autres séquences contenant des signaux régulateurs de l'expression de la région codant AKIN11 , ou alternativement être placé sous le contrôle de telles séquences régulatrices.Advantageously, the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide can also contain one or more other sequences containing regulatory signals for the expression of the region coding for AKIN11, or alternatively be placed under the control of such regulatory sequences.
Séquences " leader "Leader sequences
Les autres séquences contenant des signaux régulateurs englobent des séquences 5' non traduites dites " leaders ". De telles séquences peuvent augmenter la traduction de l'ARNm codant AKIN11. Parmi celles-ci, on peut citer, à titre illustratif mais non limitatif :The other sequences containing regulatory signals include 5 'untranslated sequences called "leaders". Such sequences can increase the translation of the mRNA encoding AKIN11. Among these, we can cite, by way of illustration but not limitation:
- le leader EMCV (EncephaloMyoCarditis VIRUS 5' non coding région) (ELROY-STEIN et al., 1989); - le leader TEV (Tobacco Etch Virus) (CARRINGTON AND FREED, 1990);- the leader EMCV (EncephaloMyoCarditis VIRUS 5 'non coding region) (ELROY-STEIN et al., 1989); - the leader TEV (Tobacco Etch Virus) (CARRINGTON AND FREED, 1990);
- le leader du gène BiP codant pour la protéine de liaison à la chaîne lourde de l'immunoglobuline humaine (MACEJACK et al., 1991); - le leader AMV RNA 4 provenant de l'ARNm de la protéine du virus de la mosaïque de la luzerne (JOBLING et al. 1987);- the leader of the BiP gene coding for the heavy chain binding protein of human immunoglobulin (MACEJACK et al., 1991); - the leader AMV RNA 4 originating from the mRNA of the protein of the alfalfa mosaic virus (JOBLING et al. 1987);
- le leader du virus de la mosaïque du tabac (GALLIE et al., 1989).- the leader of the tobacco mosaic virus (GALLIE et al., 1989).
Séquences " terminateur ""Terminator" sequences
L'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11, ou le vecteur dans lequel est inséré cet acide nucléique peut aussi comprendre des séquences dites " terminateurs ". Parmi les terminateurs utilisables dans les constructions de l'invention, on peut citer, à titre illustratif mais non limitatif :The nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide, or the vector into which this nucleic acid is inserted can also comprise so-called "terminator" sequences. Among the terminators which can be used in the constructions of the invention, there may be mentioned, by way of illustration but not limitation:
- le polyA 35S du virus de la mosaïque du chou-fleur (CaMV), décrit dans l'article de FRANCK et al. (1980);- the polyA 35S of the cauliflower mosaic virus (CaMV), described in the article by FRANCK et al. (1980);
- le terminateur nos correspondant à la région 3' non-codante du gène de la nopaline synthase du plasmide Ti d'Agrobacterium tumefaciens (DEPICKER et al., 1992).- the terminator nos corresponding to the 3 ′ non-coding region of the nopaline synthase gene of the Ti plasmid of Agrobacterium tumefaciens (DEPICKER et al., 1992).
- le terminateur du gène histone (EP 0 633 317).- the terminator of the histone gene (EP 0 633 317).
Séquences codant un peptide signalSequences encoding a signal peptide
L'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 , ou le vecteur dans lequel est inséré cet acide nucléique peut aussi comprendre des séquences de type peptide signal vacuolaire ou apoplastique lorsqu'elles ne sont pas déjà présentes dans la séquence du gène d'intérêt, pour amener la protéine codée par le gène hétérologue dans des compartiments particuliers des cellules de plante.The nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide, or the vector into which this nucleic acid is inserted can also comprise sequences of the vacuolar signal or apoplastic signal peptide type when they are not already present in the sequence of the gene of interest, to bring the protein encoded by the heterologous gene into specific compartments of plant cells.
De préférence, le peptide signal permet la localisation du polypeptide AKIN11 dans les parois de la plante, dans la paroi cellulaire, dans les tissus conducteurs comme le phloème, dans le reticulum endoplasmique, dans les chloroplases ou dans les mitochondries. Pour l'addition de séquences codant pour de tels peptides signal, l'homme du métier pourra avantageusement se référer aux documents suivants: Keegstra et alo. (1995), Zoubenko et al. (1994), Jones et al. (1993), Nhakamura et al. (1993), Hemon et al. (1990), Yang et al. (14990), Thoma et al. (1994) ou la demande PCT publiée sous le n°Wθ 88/02402.Preferably, the signal peptide allows the localization of the AKIN11 polypeptide in the walls of the plant, in the cell wall, in conductive tissues such as the phloem, in the endoplasmic reticulum, in chloroplases or in the mitochondria. For the addition of sequences coding for such signal peptides, a person skilled in the art may advantageously refer to the following documents: Keegstra et al. (1995), Zoubenko et al. (1994), Jones et al. (1993), Nhakamura et al. (1993), Hemon et al. (1990), Yang et al. (14990), Thoma et al. (1994) or the PCT application published under No. Wθ 88/02402.
Séquences contenant un ou plusieurs întrons hétérologues.Sequences containing one or more heterologous introns.
Lorsqu'on voudra exprimer la séquence codant pour le polypeptide AKIN11 dans une plante d'une autre espèce que les Brassica, on utilisera en outre une séquence nucléotidique dérivée d'un intron d'un gène de l'espèce dans laquelle l'expression de akin11 est recherchée. De préférence, la séquence nucléotidique intronique hétérologue sera placée du côté 5' de la séquence codante.When it is desired to express the sequence coding for the AKIN11 polypeptide in a plant of a species other than Brassica, a nucleotide sequence derived from an intron of a gene of the species in which the expression of akin11 is wanted. Preferably, the heterologous intronic nucleotide sequence will be placed on the 5 ′ side of the coding sequence.
Selon un autre mode de réalisation, on remplacera une ou plusieurs des séquences naturelles des introns du gène akin11 par une telle séquence intronique hétérologue spécifique d'espèce ou spécifique d'une dicotylédone ou d'une monocotylédone.According to another embodiment, one or more of the natural sequences of the introns of the akin11 gene will be replaced by such a heterologous intronic sequence specific for the species or specific for a dicotyledon or a monocotyledon.
A titre illustratif, mais non limitatif, on utilisera la séquence intronique du gène de l'Adh (Alcool déhydrogénase) du maïs.By way of illustration, but not limitation, the intronic sequence of the Adh (Alcohol dehydrogenase) gene of maize will be used.
Un acide nucléique comprenant une région codante pour le polypeptide AKIN11 et un ou plusieurs des signaux de régulation tels que définis ci-dessus constitue une « cassette d'expression », une telle cassette d'expression constituant un objet de la présente invention. Un mode de réalisation particulier d'une cassette d'expression selon l'invention est une cassette comprenant un polynucléotide codant pour un polypeptide de fusion constitué du polypeptide AKIN11 fusionné avec un peptide signal. L'invention concerne encore un polypeptide de fusion constitué du polypeptide AKIN11 fusionné avec un peptide signal permettant sa localisation ciblée dans un compartiment déterminé de la cellule végétale. VECTEURS D'EXPRESSION PREFERES SELON L'INVENTIONA nucleic acid comprising a coding region for the AKIN11 polypeptide and one or more of the regulatory signals as defined above constitutes an “expression cassette”, such an expression cassette constituting an object of the present invention. A particular embodiment of an expression cassette according to the invention is a cassette comprising a polynucleotide encoding a fusion polypeptide consisting of the AKIN11 polypeptide fused with a signal peptide. The invention also relates to a fusion polypeptide consisting of the AKIN11 polypeptide fused with a signal peptide allowing its targeted localization in a determined compartment of the plant cell. PREFERRED EXPRESSION VECTORS ACCORDING TO THE INVENTION
Comme indiqué précédemment, un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN1 1 peut être inséré dans un vecteur approprié.As indicated above, a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN1 1 polypeptide can be inserted into an appropriate vector.
Par " vecteur " au sens de la présente invention, on entendra une molécule d'ADN ou d'ARN circulaire ou linéaire qui est indifféremment sous forme simple brin ou double brin.By "vector" in the sense of the present invention, is meant a circular or linear DNA or RNA molecule which is either in single strand or double strand form.
Un vecteur recombinant selon l'invention est de préférence un vecteur d'expression, ou plus spécifiquement un vecteur d'insertion, un vecteur de transformation ou un vecteur d'intégration.A recombinant vector according to the invention is preferably an expression vector, or more specifically an insertion vector, a transformation vector or an integration vector.
Il peut s'agir notamment d'un vecteur d'origine bactérienne ou virale.It may especially be a vector of bacterial or viral origin.
Dans tous les cas, l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 est placé sous le contrôle d'une ou plusieurs séquences contenant des signaux de régulation de son expression dans la plante considérée, afin d'induire ou d'augmenter la résistance de cette plante à l'agression par un pathogène, .soit que les signaux de régulation soient tous contenus dans l'acide nucléique codant AKIN1 i , soit que l'un, plusieurs d'entre eux, ou encore tous les signaux de régulation soient contenus dans le vecteur récipient dans lequel l'acide nucléique codant AKIN 1 1 a été inséré.In all cases, the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide is placed under the control of one or more sequences containing signals for regulating its expression in the plant in question, in order to induce or increase the resistance of this plant under attack by a pathogen, either that the regulatory signals are all contained in the nucleic acid coding AKIN1 i, or that one, several of them, or even all the regulatory signals are contained in the container vector into which the nucleic acid coding for AKIN 11 has been inserted.
Un vecteur recombinant selon l'invention comprend avantageusement des séquences d'initiation et d'arrêt de la transcription appropriées.A recombinant vector according to the invention advantageously comprises appropriate sequences for initiating and stopping transcription.
En outre, les vecteurs recombinants selon l'invention peuvent inclure une ou plusieurs origines de réplication fonctionnelle chez les plantes dans lesquelles leur expression est recherchée, ainsi que, le cas échéant, des séquences nucleotidiques marqueurs de sélection. Les vecteurs recombinants selon l'invention peuvent aussi inclure un ou plusieurs des signaux de régulation de l'expression tels que définis ci-dessus dans la description.In addition, the recombinant vectors according to the invention can include one or more origins of functional replication in plants in which their expression is sought, as well as, where appropriate, nucleotide selection marker sequences. The recombinant vectors according to the invention can also include one or more of the expression regulation signals as defined above in the description.
Selon un aspect avantageux, un vecteur recombinant selon l'invention est un vecteur intégratif permettant l'insertion de multiples copies fonctionnelles de l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 dans le génome d'une plante, dont l'induction ou l'augmentation de la résistance à l'agression par un pathogène est recherchée.According to an advantageous aspect, a recombinant vector according to the invention is an integrative vector allowing the insertion of multiple functional copies of the nucleic acid allowing the synthesis of AKIN11 polypeptide in the genome of a plant, the induction or increase of resistance to aggression by a pathogen is sought.
Préférentiellement, on aura recours à des vecteurs spécialement adaptés pour l'expression de séquence d'intérêt dans des cellules de plantes, tels que les vecteurs suivants:Preferably, use will be made of vectors specially adapted for the expression of sequence of interest in plant cells, such as the following vectors:
- vecteur pB!N19 (BEVAN et al.), commercialisé par la Société CLONTECH (Palo Alto, Californie, USA);- vector pB! N19 (BEVAN et al.), sold by the company CLONTECH (Palo Alto, California, USA);
- vecteur pBI 101 (JEFFERSON, 1987), commercialisé par la Société CLONTECH ;- vector pBI 101 (JEFFERSON, 1987), sold by the company CLONTECH;
- vecteur pBI121 (JEFFERSON, 1987), commercialisé par la Société CLONTECH;- vector pBI121 (JEFFERSON, 1987), sold by the company CLONTECH;
- vecteur pEGFP; Yang et al. (1996), commercialisé par la Société CLONTECH; - vecteur pCAMBIA 1302 (HAJDUKIIEWICZ et al., 1994)- vector pEGFP; Yang et al. (1996), marketed by the company CLONTECH; - vector pCAMBIA 1302 (HAJDUKIIEWICZ et al., 1994)
PLANTES TRANSFORMEES PAR UN ACIDE NUCLEIQUE PERMETTANT LA SYNTHESE DU POLYPEPTIDE AKIN11 ET PROCEDES POUR LEUR OBTENTIONPLANTS TRANSFORMED BY A NUCLEIC ACID FOR THE SYNTHESIS OF POLINPEPTIDE AKIN11 AND METHODS FOR OBTAINING THEM
L'invention concerne aussi un organisme multicellulaire végétal transformé, caractérisé en ce qu'il comprend une cellule hôte transformée ou une pluralité de cellules hôtes transformées par un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 tel que défini dans la présente description ou encore par un vecteur recombinant comprenant un tel acide nucléique.The invention also relates to a transformed plant multicellular organism, characterized in that it comprises a transformed host cell or a plurality of host cells transformed by a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide as defined in the present description or by a recombinant vector comprising such a nucleic acid.
L'invention a encore pour objet une plante transformée comprenant, sous une forme intégrée dans son génome, un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 , tel que défini dans la présente description.The subject of the invention is also a transformed plant comprising, in a form integrated into its genome, a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide, as defined in the present description.
Un autre objet de l'invention consiste en une plante résistante à un pathogène, caractérisée en ce qu'elle a été transformée avec un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 chez cette plante, ou par un vecteur recombinant comprenant un tel acide nucléique. Parmi les plantes susceptibles d'être transformées selon l'invention, on peut citer à titre d'exemples des cellules de plantes de grandes cultures (maïs, blé, colza, tournesol, pois, soja, orge) ou des plantes potagères des fleurs ou des arbres fruitiers ou encore la vigne. Parmi les plantes potagères, on peut citer, à titre non limitatif, les cucurbitacées, les solanacées, les crucifères, les légumineuses et notamment la tomate, le melon, le poivron, la courgette, le potiron, le concombre, l'aubergine, la pomme de terre, le piment, la carotte ou la laitue. Parmi les arbres fruitiers, on peut citer, à titre non limitatif, le pommier et l'abricotier.Another object of the invention consists of a plant resistant to a pathogen, characterized in that it has been transformed with a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide in this plant, or by a recombinant vector comprising such a nucleic acid. Among the plants capable of being transformed according to the invention, mention may be made, by way of examples, of cells of field crops (corn, wheat, rapeseed, sunflower, peas, soybeans, barley) or vegetable plants of flowers or fruit trees or the vine. Among the vegetable plants, non-limiting mention may be made of cucurbits, solanaceae, crucifers, legumes and in particular tomatoes, melons, peppers, zucchini, pumpkins, cucumbers, eggplant, potato, chilli, carrot or lettuce. Among the fruit trees, mention may be made, without limitation, of apple and apricot trees.
Préférentiellement, une plante transformée selon l'invention est une céréale et de manière tout à fait préférée un maïs, un blé, une orge, un sorgho ou un millet. En particulier, on peut choisir des plantes connues pour contenir d'importantes réserves (protéiques, glucidiques et lipidiques), notamment les plantes céréalières ou les plantes oléagineuses.Preferably, a plant transformed according to the invention is a cereal and very preferably a corn, a wheat, a barley, a sorghum or a millet. In particular, it is possible to choose plants known to contain large reserves (protein, carbohydrate and lipid), in particular cereal plants or oil plants.
Les plantes hybrides obtenues par le croisement de plantes selon l'invention, font aussi partie de l'invention. L'invention a encore pour objet une semence ou un grain de plante d'une plante transformée telle que définie ci-dessus. Typiquement, une telle semence transformée ou un tel grain transformé comprend une ou plusieurs cellules comprenant dans leur génome une ou plusieurs copies d'un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11.The hybrid plants obtained by crossing plants according to the invention also form part of the invention. The subject of the invention is also a seed or a seed of a plant of a transformed plant as defined above. Typically, such a transformed seed or such a transformed grain comprises one or more cells comprising in their genome one or more copies of a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide.
Selon un autre aspect, l'invention concerne aussi une semence d'une plante transformée telle que définie ci-dessus, ou encore un fruit d'une telle plante transformée.According to another aspect, the invention also relates to a seed of a transformed plant as defined above, or even a fruit of such a transformed plant.
L'invention est également relative à un procédé d'obtention d'une plante transgénique telle que définie dans la présente section, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) transfecter un cellule hôte végétale avec un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 chez une plante, ou avec un vecteur recombinant dans lequel a été introduit un tel acide nucléique ; b) régénération d'une plante entière à partir de la cellule hôte recombinante obtenue à l'étape a); c) sélection des plantes obtenues à l'étape b) ayant intégré un acide nucléique tel que défini dans la présente description.The invention also relates to a process for obtaining a transgenic plant as defined in this section, characterized in that it comprises the following steps: a) transfecting a plant host cell with a nucleic acid allowing synthesis AKIN11 polypeptide in a plant, or with a recombinant vector into which such a nucleic acid has been introduced; b) regeneration of an entire plant from the recombinant host cell obtained in step a); c) selection of the plants obtained in step b) having integrated a nucleic acid as defined in the present description.
L'invention a encore pour objet un procédé d'obtention d'une plante transgénique ayant une résistance induite ou augmentée à l'agression par un pathogène, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) obtention d'une cellule hôte recombinante d'Agrobacterium tumefaciens transformée avec un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11, ou avec un vecteur recombinant dans lequel a été introduit un tel acide nucléique; b) transformation d'une plante d'intérêt par infection avec la cellule hôte recombinante obtenue à l'étape a); c) sélection des plantes ayant intégré dans leur génome ledit acide nucléique.The subject of the invention is also a process for obtaining a transgenic plant having an induced or increased resistance to aggression by a pathogen, characterized in that it comprises the following steps: a) obtaining a host cell recombinant Agrobacterium tumefaciens transformed with a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide, or with a recombinant vector into which such a nucleic acid has been introduced; b) transformation of a plant of interest by infection with the recombinant host cell obtained in step a); c) selection of plants which have integrated said nucleic acid into their genome.
Dans un premier mode de réalisation particulier, l'un quelconque des procédés d'obtention d'une plante transformée décrits ci-dessus peut en outre comporter les étapes additionnelles suivantes: d) croisement entre elles de deux plantes transformées telles qu'obtenues à l'étape c); e) sélection des plantes homozygotes pour le transgène.In a first particular embodiment, any of the processes for obtaining a transformed plant described above may also include the following additional steps: d) crossing between them of two transformed plants as obtained at 'step c); e) selection of plants homozygous for the transgene.
Dans un second mode de réalisation particulier, l'un quelconque des procédés d'obtention d'une plante transformée décrit ci-dessus peut en outre comporter les étapes additionnelles suivantes: f) croisement d'une plante transformée obtenue à l'étape c) avec une plante de la même espèce; g) sélection des plantes issues du croisement de l'étape f) ayant conservé le transgène.In a second particular embodiment, any of the methods for obtaining a transformed plant described above can also comprise the following additional steps: f) crossing of a transformed plant obtained in step c) with a plant of the same species; g) selection of the plants resulting from the crossing of step f) having conserved the transgene.
Dans un troisième mode de réalisation, l'un quelconque des procédés d'obtention d'une plante transformée décrit ci-dessus peut en outre comporter les étapes suivantes: h) croisement d'une plante transformée obtenue à l'étape c) avec une plante d'une lignée à valeur agronomique de la même espèce; i) sélection des plantes issues du croisement de l'étape h) ayant conservé le transgène; j) rét.rocroisement d'une plante transformée obtenue à l'étape i) avec la plante d'une lignée à valeur agronomique de la même espèce; k) répéter l'étape j) au moins deux fois;In a third embodiment, any of the methods for obtaining a transformed plant described above can also comprise the following steps: h) crossing a transformed plant obtained in step c) with a plant of an agronomic value line of the same species; i) selection of the plants resulting from the crossing of step h) having conserved the transgene; j) ret . crossbreeding of a transformed plant obtained in step i) with the plant of an agronomic value line of the same species; k) repeat step j) at least twice;
I) sélection des plantes issues des rétrocroisements de l'étape k) qui ont conservé le transgène et possèdent un fond génétique proche ou identique au fond génétique de la plante d'une lignée à valeur agronomique de la même espèce.I) selection of plants from backcrosses from step k) which have conserved the transgene and have a genetic background close to or identical to the genetic background of the plant of an agronomic value line of the same species.
De préférence, l'étape j) est répétée de deux à vingt fois, et de' manière tout à fait préférée de trois à dix fois.Preferably, step j) is repeated two to twenty times, and most preferably three to ten times.
Un autre objet de l'invention consiste en une plante transgénique, telle qu'obtenue selon l'un quelconque des procédés d'obtention d'une plante transformée définie ci-avant, qui présente un phenotype de résistance induit ou augmenté à l'agression par un pathogène.Another subject of the invention consists of a transgenic plant, as obtained according to any one of the methods for obtaining a transformed plant defined above, which exhibits a phenotype of resistance induced or increased to aggression by a pathogen.
La transformation de cellules végétales peut être réalisée par les techniques connues de l'homme du métier.The transformation of plant cells can be carried out by techniques known to those skilled in the art.
On peut citer notamment les méthodes de transfert direct de gènes telles que la microinjection directe dans des embryoïdes de plante (NEUHAUS et al., 1987), l'infiltration sous vide (BECHTOLD et al., 1993) ou i'électroporation (CHUPEAU et al., 1989) ou encore la précipitation directe au moyen de PEG (SCHOCHER et al., 1986) ou le bombardement par canon de particules recouvertes de l'ADN plasmidique d'intérêt (FROMM M. et al. 1990).Mention may in particular be made of direct gene transfer methods such as direct microinjection into plant embryoids (NEUHAUS et al., 1987), vacuum infiltration (BECHTOLD et al., 1993) or electroporation (CHUPEAU and al., 1989) or direct precipitation by means of PEG (SCHOCHER et al., 1986) or the bombardment by cannon of particles covered with the plasmid DNA of interest (FROMM M. et al. 1990).
On peut également infecter la plante par une souche bactérienne notamment d'Agrobacterium. Selon un mode de réalisation du procédé de l'invention, les cellules végétales sont transformées par un vecteur selon l'invention, ledit hôte cellulaire étant susceptible d'infecter lesdites cellules végétales en permettant l'intégration dans le génome de ces dernières, des séquences nucleotidiques d'intérêt initialement contenues dans l'ADN du vecteur susmentionné. Avantageusement, l'hôte cellulaire susmentionné utilisé est Agrobacterium tumefaciens, notamment selon la méthode décrite dans l'article d'AN et al., (1986), ou encore Agrobacterium rhizogenes, notamment selon la méthode décrite dans l'article de GUERCHE et al., (1987) ou encore dans la demande PCT N°WO 00 22.148. Par exemple, la transformation des cellules végétales peut être réalisée par le transfert de la région T du plasmide circulaire extrachromosomique inducteur de tumeurs Ti d'Agrobacterium tumefaciens, en utilisant un système binaire (WATSON et al. 1994). Pour ce faire, deux vecteurs sont construits. Dans l'un de ces vecteurs, la région T a été éliminée par délétion, à l'exception des bordures droite et gauche, un gène marqueur étant inséré entre eux pour permettre la sélection dans les cellules de plantes. L'autre partenaire du système binaire est un plasmide Ti auxiliaire, plasmide modifié qui n'a plus de région T mais contient toujours les gènes de virulence vir, nécessaires à la transformation de la cellule végétale.The plant can also be infected with a bacterial strain, notably Agrobacterium. According to one embodiment of the method of the invention, the plant cells are transformed by a vector according to the invention, said cell host being capable of infecting said plant cells by allowing the integration into the genome of these latter, sequences nucleotides of interest originally contained in the DNA of the above vector. Advantageously, the above-mentioned cell host used is Agrobacterium tumefaciens, in particular according to the method described in the article by AN et al., (1986), or even Agrobacterium rhizogenes, in particular according to the method described in the article by GUERCHE et al., (1987) or also in the PCT application No. WO 00 22.148. For example, the transformation of plant cells can be carried out by the transfer of the T region of the extrachromosomal circular plasmid inducing Ti tumors of Agrobacterium tumefaciens, using a binary system (WATSON et al. 1994). To do this, two vectors are constructed. In one of these vectors, the T region was deleted, with the exception of the right and left borders, a marker gene being inserted between them to allow selection in plant cells. The other partner of the binary system is a helper Ti plasmid, a modified plasmid which no longer has a T region but still contains the vir virulence genes, necessary for the transformation of the plant cell.
Selon un mode préféré, on peut utiliser la méthode décrite par ISH1DA et al. (1996) pour la transformation des Monocotylédones.According to a preferred mode, the method described by ISH1DA et al. Can be used. (1996) for the transformation of Monocotyledons.
Selon un autre protocole, la transformation est réalisée selon la méthode décrite par FINER et al. (1992) utilisant le canon à particules de tungstène ou d'or.According to another protocol, the transformation is carried out according to the method described by FINER et al. (1992) using the tungsten or gold particle gun.
L'homme du métier est capable de mettre en oeuvre de nombreux procédés de l'état de la technique afin d'obtenir des plantes transformées par un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN1 1. L'homme du métier pourra se référer avantageusement à la technique décrite par BECHTOLD et al. (1993) afin de transformer une plante à l'aide de la bactérie Agrobacterium tumefaciens. Des techniques utilisant d'autres types de vecteurs peuvent également être utilisées, telles que les techniques décrites par BOUCHEZ et al. (1993) ou encore par HORSCH et al. (1994).Those skilled in the art are capable of implementing numerous methods of the prior art in order to obtain plants transformed with a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN1 1 polypeptide. Those skilled in the art may advantageously refer to the technique described by BECHTOLD et al. (1993) in order to transform a plant using the bacterium Agrobacterium tumefaciens. Techniques using other types of vectors can also be used, such as the techniques described by BOUCHEZ et al. (1993) or by HORSCH et al. (1994).
A titre illustratif, une plante transgénique selon l'invention peut être obtenue par des techniques de biolistique telles que celles décrites par FINER et al. (1992) ou encore celles décrites par VAIN et al. (1993). D'autres techniques préférées de transformation d'une plante conformément à l'invention par Agrobacterium tumefaciens sont celles décrites par ISHIDA et al. (1996) ou encore dans la demande PCT publiée sous le n°WO 95/06 722 au nom de JAPAN TOBACCO.By way of illustration, a transgenic plant according to the invention can be obtained by biolistic techniques such as those described by FINER et al. (1992) or those described by VAIN et al. (1993). Other preferred techniques for transforming a plant in accordance with the invention with Agrobacterium tumefaciens are those described by ISHIDA et al. (1996) or in the PCT application published under the number WO 95/06 722 in the name of JAPAN TOBACCO.
L'invention a encore pour objet une semence de plante dont les cellules constitutives comprennent un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 qui a été artificiellement inséré dans leur génome.Another subject of the invention is a plant seed whose constituent cells comprise a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide which has been artificially inserted into their genome.
L'invention a encore pour objet une semence d'une plante transformée telle que définie ci-avant ou encore un fruit d'une telle plante transgénique. L'invention a encore pour objet toute partie d'une plante transformée telle que définie ci-dessus, et à titre non limitatif les feuilles, les racines ou les tiges.The subject of the invention is also a seed of a transformed plant as defined above or also a fruit of such a transgenic plant. The invention also relates to any part of a transformed plant as defined above, and without implied limitation the leaves, roots or stems.
L'invention concerne aussi un procédé pour induire ou augmenter la résistance d'une plante à l'agression par un pathogène, caractérisé en ce qu'il comprend une étape selon laquelle on met en contact ladite plante avec le polypeptide AKIN11 , ou une composition comprenant, à titre de composé actif, le polypeptide AKIN1 1.The invention also relates to a method for inducing or increasing the resistance of a plant to aggression by a pathogen, characterized in that it comprises a step according to which said plant is brought into contact with the AKIN11 polypeptide, or a composition comprising, as active compound, the AKIN1 1 polypeptide.
L'invention a aussi pour objet une composition pour induire ou augmenter la résistance d'une plante à un pathogène, ladite composition comprenant une quantité efficace du polypeptide AKIN1 1 à titre de principe actif.A subject of the invention is also a composition for inducing or increasing the resistance of a plant to a pathogen, said composition comprising an effective amount of the AKIN1 1 polypeptide as active principle.
SONDES ET AMORCES SELON L'INVENTIONPROBES AND PRIMERS ACCORDING TO THE INVENTION
L'invention est également relative à l'utilisation de sondes et d'amorces hybridant avec l'ADN génomique ou l'ADNc du gène akin11 pour détecter un caractère de résistance à l'agression par un pathogène chez une plante. En d'autres termes, l'invention vise aussi l'utilisation d'un acide nucléique de akin 1 1 comme marqueur moléculaire d'un phenotype de résistance à un pathogène chez une plante.The invention also relates to the use of probes and primers hybridizing with the genomic DNA or the cDNA of the akin11 gene to detect a trait of resistance to aggression by a pathogen in a plant. In other words, the invention also relates to the use of an akin 1 1 nucleic acid as a molecular marker of a phenotype of resistance to a pathogen in a plant.
Les acides nucléiques selon l'invention, et en particulier les séquences nucleotidiques SEQ ID N°1 , 2, 4 et 5, leurs fragments d'au moins 12 nucléotides, ainsi que les acides nucléiques de séquence complémentaire, sont utiles pour la détection de la présence d'au moins une copie d'une séquence nucléotidique du gène akin11 ou encore d'un fragment ou d'un variant allélique de cette dernière dans un échantillon.The nucleic acids according to the invention, and in particular the nucleotide sequences SEQ ID No. 1, 2, 4 and 5, their fragments of at least 12 nucleotides, as well as the nucleic acids of complementary sequence, are useful for the detection of the presence of at least a copy of a nucleotide sequence of the akin11 gene or of a fragment or an allelic variant thereof in a sample.
Fait également partie de l'invention l'utilisation de sondes et amorces nucleotidiques hybridant, dans des conditions d'hybridation de forte stringehce, avec un acide nucléique choisi parmi les séquences SEQ ID N°1 , 2, 4 et 5.Also part of the invention is the use of nucleotide probes and primers hybridizing, under conditions of high stringency hybridization, with a nucleic acid chosen from the sequences SEQ ID Nos. 1, 2, 4 and 5.
Des sondes ou amorces réalisées à partir des séquences SEQ ID N°1 ou 2 sont utiles pour détecter la présence d'un caractère de résistance à un pathogène. Des sondes ou amorces réalisées à partir des séquences SEQProbes or primers made from the sequences SEQ ID No. 1 or 2 are useful for detecting the presence of a trait of resistance to a pathogen. Probes or primers made from SEQ sequences
ID N°4 ou 5 sont utiles pour détecter la présence d'un caractère de sensibilité à un pathogène.ID No. 4 or 5 are useful for detecting the presence of a susceptibility to a pathogen.
Par conditions d'hybridation de forte stringence, au sens de l'invention, on entend les conditions d'hybridation suivantes:By high stringency hybridization conditions, within the meaning of the invention, is meant the following hybridization conditions:
Préhybridation: mêmes conditions que pour l'hybridation durée: 1 nuit.Prehybridization: same conditions as for hybridization duration: 1 night.
Hybridation:Hybridization:
5 x SSPE (0.9 M NaCI, 50 mM phosphate de sodium pH 7.7, 5 mM EDTA)5 x SSPE (0.9 M NaCI, 50 mM sodium phosphate pH 7.7, 5 mM EDTA)
5 x Denhardt's (0.2% PVP, 0.2% Ficoll, 0.2% SAB)5 x Denhardt's (0.2% PVP, 0.2% Ficoll, 0.2% SAB)
100 μg/ml ADN de sperme de saumon 0.1 % SDS durée: 1 nuit. Lavages:100 μg / ml salmon sperm DNA 0.1% SDS duration: 1 night. washes:
2 x SSC, 0.1% SDS 10 min 65°C2 x SSC, 0.1% SDS 10 min 65 ° C
1 x SSC, 0.1 % SDS 10 min 65°C 0.5 x SSC, 0.1 % SDS 10 min 65°C1 x SSC, 0.1% SDS 10 min 65 ° C 0.5 x SSC, 0.1% SDS 10 min 65 ° C
0.1 x SSC, 0.1 % SDS 10 min 65°C. Les paramètres définissant les conditions de stringence dépendent de la température à laquelle 50% des brins appariés se séparent (Tm). Pour les séquences comprenant plus de 360 bases, Tm est définie par la relation:0.1 x SSC, 0.1% SDS 10 min 65 ° C. The parameters defining the stringency conditions depend on the temperature at which 50% of the paired strands separate (Tm). For sequences comprising more than 360 bases, Tm is defined by the relation:
Tm= 81 ,5 + 0,41 (%G+C)+16,6 Log(concentration en cations) - 0,63 (% formamide)-(600/nombre de bases) (SAMBROOK et al., (1989), pages 9.54-9.62). Pour les séquences de longueur inférieure à 30 bases, Tm est définie par la relation: Tm= 4(G+C) + 2(A+T).Tm = 81.5 + 0.41 (% G + C) +16.6 Log (cation concentration) - 0.63 (% formamide) - (600 / number of bases) (SAMBROOK et al., (1989) , pages 9.54-9.62). For sequences of length less than 30 bases, Tm is defined by the relation: Tm = 4 (G + C) + 2 (A + T).
Dans des conditions de stringence appropriées, dans lesquelles les séquences aspécifiques n'hybrident pas, la température d'hybridation est approximativement de 5 à 30°C, de préférence de 5 à 10°C en- dessous de Tm.Under appropriate stringency conditions, in which the aspecific sequences do not hybridize, the hybridization temperature is approximately 5 to 30 ° C, preferably 5 to 10 ° C below Tm.
Les conditions d'hybridation ci-dessus décrites peuvent être adaptées en fonction de la longueur de l'acide nucléique dont l'hybridation est recherchée ou du type de marquage choisi, selon les techniques connues de l'homme du métier.The hybridization conditions described above can be adapted according to the length of the nucleic acid whose hybridization is sought or the type of labeling chosen, according to techniques known to those skilled in the art.
Les conditions convenables d'hybridation peuvent par exemple être adaptées selon l'enseignement contenu dans l'ouvrage de HAMES et HIGGINS (1985) ou encore dans l'ouvrage de AUSUBEL et al. (1989).The suitable hybridization conditions can for example be adapted according to the teaching contained in the work of HAMES and HIGGINS (1985) or also in the work of AUSUBEL et al. (1989).
Les sondes ou les amorces nucleotidiques mises en oeuvre selon l'invention comprennent au moins 12 nucléotides consécutifs d'un acide nucléique selon l'invention, en particulier d'un acide nucléique de séquences SEQ ID N°1 , 2, 4 et 5 ou de sa séquence complémentaire ou encore d'un acide nucléique hybridant dans des conditions d'hybridation de forte stringence avec une séquence choisie parmi les séquences SEQ ID N°1 , 2, 4 et 5. De préférence, des sondes ou amorces nucleotidiques selon l'invention auront une longueur d'au moins 12, 15, .18, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 1000, 2000 ou 3000 nucléotides consécutifs d'un acide nucléique selon l'invention. Alternativement, une sonde ou une amorce nucléotidique selon l'invention consistera et/ou comprendra les fragments d'une longueur de 12, 15, 18, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 1000, 2000 ou 3000 nucléotides consécutifs d'un acide nucléique selon l'invention. Une sonde d'intérêt selon l'invention consiste en une sonde laquelle, dans ces conditions d'hybridation données, est capable de discriminer les séquences SEQ ID N°1 ou 2 des séquences SEQ ID N°4 ou 5. De préférence, une telle sonde hybridera avec un acide nucléique dans une séquence comprenant la base C en position 1972 de la séquence SEQ ID N°2 ou en position 1003 de la séquence SEQ ID N°1 et n'hybridera pas avec un acide nucléique comprenant la base T en position 1972 de la séquence SEQ ID N°2 ou en position 1003 de la séquence SEQ ID N°1.The nucleotide probes or primers used according to the invention comprise at least 12 consecutive nucleotides of a nucleic acid according to the invention, in particular of a nucleic acid of sequences SEQ ID No. 1, 2, 4 and 5 or of its complementary sequence or of a nucleic acid hybridizing under high stringency hybridization conditions with a sequence chosen from sequences SEQ ID No. 1, 2, 4 and 5. Preferably, nucleotide probes or primers according to the invention will have a length of at least 12, 15, .18, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 1000, 2000 or 3000 consecutive nucleotides of a nucleic acid according to the invention. Alternatively, a probe or a nucleotide primer according to the invention will consist and / or include fragments with a length of 12, 15, 18, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 1000, 2000 or 3000 consecutive nucleotides of a nucleic acid according to the invention. A probe of interest according to the invention consists of a probe which, under these given hybridization conditions, is capable of discriminating the sequences SEQ ID No. 1 or 2 from the sequences SEQ ID No. 4 or 5. Preferably, a such a probe will hybridize with a nucleic acid in a sequence comprising base C in position 1972 of the sequence SEQ ID No. 2 or in position 1003 of the sequence SEQ ID No. 1 and will not hybridize with a nucleic acid comprising base T in position 1972 of the sequence SEQ ID N ° 2 or in position 1003 of the sequence SEQ ID N ° 1.
Une amorce ou une sonde nucléotidique selon l'invention peut être préparée par toute méthode adaptée bien connue de l'homme du métier, y compris par clonage et action d'enzymes de restriction ou encore par synthèse chimique directe selon des techniques telles que la méthode au phosphodiester de NARANG et al. (1979) ou de BROWN et al. (1979), la méthode au diéthylphosphoramidites de BEAUCAGE et al. (1980) ou encore la technique sur support solide décrite dans le brevet européen n°EP 0 707 592. Chacun des acides nucléiques selon l'invention, y compris les sondes et amorces oligonucléotidiques décrites ci-dessus, peut être marqué, si désiré, en incorporant une molécule détectable, c'est-à-dire un marqueur détectable, par des moyens spectroscopiques, photochimiques, biochimiques, immunochimiques ou encore chimiques. Par exemple, de tels marqueurs peuvent consister en des isotopes radioactifs (32P 3H, 35S), des molécules fluorescentes (5- bromodéoxyuridine, fluorescéine, acétylaminofluorène, digoxigénine) ou encore des ligands tels que la biotine. Le marquage des sondes est fait de préférence par incorporation de molécules marquées au sein des polynucléotides par extension d'amorces, ou bien par rajout sur les extrémités 5' ou 3'.A primer or a nucleotide probe according to the invention can be prepared by any suitable method well known to those skilled in the art, including by cloning and action of restriction enzymes or also by direct chemical synthesis according to techniques such as the method to the phosphodiester of NARANG et al. (1979) or BROWN et al. (1979), the diethylphosphoramidite method of BEAUCAGE et al. (1980) or the solid support technique described in European patent n ° EP 0 707 592. Each of the nucleic acids according to the invention, including the oligonucleotide probes and primers described above, can be labeled, if desired, by incorporating a detectable molecule, that is to say a detectable marker, by spectroscopic, photochemical, biochemical, immunochemical or even chemical means. For example, such markers can consist of radioactive isotopes ( 32 P 3 H, 35 S), fluorescent molecules (5-bromodeoxyuridine, fluorescein, acetylaminofluorene, digoxigenin) or also ligands such as biotin. The labeling of the probes is preferably done by incorporating labeled molecules within the polynucleotides by extension of primers, or else by adding to the 5 ′ or 3 ′ ends.
Des exemples de marquage non radioactif de fragments d'acides nucléiques sont décrits notamment dans le brevet français n°FR 78 10 975 ou " encore dans les articles de URDEA et al. (1988) ou SANCHEZ PESCADOR et al. (1988).Examples of non-radioactive labeling of nucleic acid fragments are described in particular in French patent No. FR 78 10 975 or " also in the articles by URDEA et al. (1988) or SANCHEZ PESCADOR et al. (1988).
De manière avantageuse, les sondes selon l'invention peuvent avoir des caractéristiques structurelles de nature à permettre une amplification du signal, telles que les sondes décrites par URDEA et al; (1991 ) ou encore dans le brevet européen n°EP 0 225 807 (Chiron).Advantageously, the probes according to the invention can have structural characteristics such as to allow amplification of the signal, such as the probes described by URDEA et al; (1991) or in European patent No. EP 0 225 807 (Chiron).
Les sondes oligonucléotidiques selon l'invention peuvent être utilisées notamment dans des hybridations de type Southern à l'ADN génomique du gène akin11 ou encore dans des hybridations à l'ARN messager de ce gène lorsque l'expression du transcrit correspondant est recherchée dans un échantillon.The oligonucleotide probes according to the invention can be used in particular in Southern type hybridizations to the genomic DNA of the akin11 gene or else in hybridizations to the messenger RNA of this gene when the expression of the corresponding transcript is sought in a sample. .
Les sondes selon l'invention peuvent aussi être utilisées pour la détection de produits d'amplification PCR ou encore pour la détection de mésappariements.The probes according to the invention can also be used for the detection of PCR amplification products or even for the detection of mismatches.
Des sondes ou amorces nucleotidiques selon l'invention peuvent être immobilisées sur un support solide. De tels supports solides sont bien connus de l'homme du métier et comprennent des surfaces des puits de plaques de micro-titration, des billes de polystyrène, des billes magnétiques, des bandes de nitrocellulose ou encore des microparticules telles que des particules de latex. En conséquence, l'invention a encore pour objet l'utilisation d'un acide nucléique d'une sonde ou amorce nucléotidique caractérisé en ce qu'il comprend au moins 12 nucléotides consécutifs d'un acide nucléique de séquence nucléotidique SEQ ID N°1 , 2, 4 ou 5.Nucleotide probes or primers according to the invention can be immobilized on a solid support. Such solid supports are well known to those skilled in the art and comprise surfaces of the wells of microtitration plates, polystyrene beads, magnetic beads, nitrocellulose strips or even microparticles such as latex particles. Consequently, the subject of the invention is also the use of a nucleic acid of a nucleotide probe or primer, characterized in that that it comprises at least 12 consecutive nucleotides of a nucleic acid of nucleotide sequence SEQ ID No. 1, 2, 4 or 5.
L'invention est également relative à l'utilisation d'un acide nucléique utilisable en tant que sonde ou amorce nucléotidique caractérisé en ce qu'il consiste en un polynucléotide d'au moins 12 nucléotides consécutifs d'un acide nucléique de séquence choisie parmi les séquences nucleotidiques SEQ ID N°1 , 2, 4 ou 5.The invention also relates to the use of a nucleic acid which can be used as a nucleotide probe or primer, characterized in that it consists of a polynucleotide of at least 12 consecutive nucleotides of a nucleic acid of sequence chosen from nucleotide sequences SEQ ID No. 1, 2, 4 or 5.
Comme décrit ci-dessus, un tel acide nucléique peut en outre être caractérisé en ce qu'il est marqué par une molécule détectable. La présente invention concerne également un procédé de détection de la présence d'un acide nucléique du gène akinll marqueur de résistance à un pathogène dans un échantillon, ladite méthode comprenant les étapes de:As described above, such a nucleic acid can further be characterized in that it is labeled with a detectable molecule. The present invention also relates to a method for detecting the presence of a nucleic acid of the akinll gene which is a marker for resistance to a pathogen in a sample, said method comprising the steps of:
1 ) mettre en contact une sonde ou une pluralité de sondes nucleotidiques selon l'invention avec l'échantillon à tester;1) bringing a probe or a plurality of nucleotide probes according to the invention into contact with the test sample;
2) détecter le complexe éventuellement formé entre la ou les sondes et l'acide nucléique présent dans l'échantillon.2) detect the complex possibly formed between the probe (s) and the nucleic acid present in the sample.
Selon un mode de réalisation particulier du procédé de détection selon l'invention, la ou les sondes oligonucléotidiques sont immobilisées sur un support.According to a particular embodiment of the detection method according to the invention, the oligonucleotide probe (s) are immobilized on a support.
Selon un autre aspect, les sondes oligonucléotidiques comprennent un marqueur détectable.In another aspect, the oligonucleotide probes include a detectable marker.
L'invention concerne en outre un nécessaire ou kit pour la détection de la présence d'un acide nucléique selon l'invention dans un échantillon, ledit nécessaire comprenant: a) une ou plusieurs sondes nucleotidiques telles que décrites ci- dessus ; b) le cas échéant, les réactifs nécessaires à la réaction d'hybridation. Selon un premier aspect, le nécessaire ou kit de détection est caractérisé en ce que la ou les sondes sont immobilisées sur un support. Selon un second aspect, le nécessaire ou kit de détection est caractérisé en ce que les sondes oligonucléotidiques comprennent un marqueur détectable.The invention further relates to a kit or kit for detecting the presence of a nucleic acid according to the invention in a sample, said kit comprising: a) one or more nucleotide probes as described above; b) where appropriate, the reagents necessary for the hybridization reaction. According to a first aspect, the detection kit or kit is characterized in that the probe or probes are immobilized on a support. According to a second aspect, the detection kit or kit is characterized in that the oligonucleotide probes comprise a detectable marker.
Selon un mode de réalisation particulier du kit de détection décrit ci-dessus, un tel kit comprendra une pluralité de sondes oligonucléotidiques conformes à l'invention qui vont être utilisées pour détecter des séquences cibles d'intérêt du gène akinll ou alternativement détecter des mutations dans les régions codantes ou les régions non codantes du gène akin 11 plus particulièrement des acides nucléiques de séquence SEQ ID N°1, 2, 4 et 5 ou les acides nucléiques de séquence complémentaire.According to a particular embodiment of the detection kit described above, such a kit will comprise a plurality of oligonucleotide probes in accordance with the invention which will be used to detect target sequences of interest of the akinll gene or alternatively to detect mutations in coding regions or non-coding regions of the akin 11 gene, more particularly nucleic acids of sequence SEQ ID No. 1, 2, 4 and 5 or nucleic acids of complementary sequence.
On entend par « séquence cible » au sens de l'invention, une séquence nucléotique comprise dans un acide nucléique, ladite séquence nucléotidique hybridant, dans les conditions d'hybridation spécifiées dans la description, avec une sonde ou une amorce nucléotique de l'invention.“Target sequence” is understood to mean, within the meaning of the invention, a nucleotic sequence included in a nucleic acid, said nucleotide sequence hybridizing, under the hybridization conditions specified in the description, with a probe or a nucleotic primer of the invention .
Une séquence cible préférée consiste en une séquence comprise dans la séquence SEQ ID N°1 ou SEQ ID N°2 et comprenant la base C en position 1972 de la séquence SEQ ID N°2 ou en position 1003 de la séquence SEQ ID n°1.A preferred target sequence consists of a sequence included in the sequence SEQ ID No 1 or SEQ ID No 2 and comprising the base C in position 1972 of the sequence SEQ ID No 2 or in position 1003 of the sequence SEQ ID no. 1.
Les amorces nucleotidiques selon l'invention peuvent être utilisées pour amplifier un fragment nucléotidique quelconque (ADNg, ADNc, ARNm) du gène akinll, et plus particulièrement tout ou partie d'un acide nucléique de séquence SEQ ID N°1, 2, 4 ou 5, pu encore un fragment ou un variant de ces séquences.The nucleotide primers according to the invention can be used to amplify any nucleotide fragment (gDNA, cDNA, mRNA) of the akinll gene, and more particularly all or part of a nucleic acid of sequence SEQ ID No. 1, 2, 4 or 5, or a fragment or a variant of these sequences.
Un autre objet de l'invention concerne un procédé pour l'amplification d'un acide nucléique selon l'invention, et plus particulièrement d'un acide nucléique de séquence SEQ ID N°1 , 2, 4 ou 5 ou un fragment ou un variant allélique de celui-ci contenu dans un échantillon, ledit procédé comprenant les étapes de : a) mettre en contact l'échantillon dans lequel la présence de l'acide nucléique cible est suspectée avec une paire d'amorces nucleotidiques dont la position d'hybridation est localisée respectivement du côté 5' et du côté 3' de la région de l'acide nucléique cible du gène akinll dont l'amplification est recherchée, en présence des réactifs nécessaires à la réaction d'amplification; et b) détection de l'acide nucléique éventuellement amplifié.Another subject of the invention relates to a method for the amplification of a nucleic acid according to the invention, and more particularly of a nucleic acid of sequence SEQ ID No. 1, 2, 4 or 5 or a fragment or a allelic variant thereof contained in a sample, said method comprising the steps of: a) contacting the sample in which the presence of the target nucleic acid is suspected with a pair of nucleotide primers whose hybridization position is located respectively on the 5 ′ side and on the 3 ′ side of the region of l target nucleic acid of the akin11 gene whose amplification is sought, in the presence of the reagents necessary for the amplification reaction; and b) detection of the optionally amplified nucleic acid.
Pour mettre en oeuvre le procédé d'amplification tel que défini ci-dessus, on aura avantageusement recours à l'une quelconque des amorces nucleotidiques décrites ci-après.To carry out the amplification method as defined above, one will advantageously have recourse to any one of the nucleotide primers described below.
L'invention a en outre pour objet un nécessaire ou kit pour l'amplification d'un acide nucléique selon l'invention, et plus particulièrement tout ou partie d'un acide nucléique de séquences SEQ ID N°1 , 2, 4 ou 5, ledit nécessaire ou kit comprenant: a) un couple d'amorces nucleotidiques conforme à l'invention, dont la position d'hybridation est localisée respectivement du côté 5' et du côté 3' de l'acide nucléique cible du gène akinll dont l'amplification est recherchée;The subject of the invention is also a kit or kit for the amplification of a nucleic acid according to the invention, and more particularly all or part of a nucleic acid of sequences SEQ ID No. 1, 2, 4 or 5 , said kit or kit comprising: a) a pair of nucleotide primers according to the invention, the hybridization position of which is located respectively on the 5 ′ and 3 ′ side of the target nucleic acid of the akinll gene, of which l amplification is sought;
b) le cas échéant, les réactifs nécessaires à la réaction d'amplification.b) where appropriate, the reagents necessary for the amplification reaction.
Un tel nécessaire ou kit d'amplification comprendra avantageusement au moins une paire d'amorces nucleotidiques telle que décrite ci-dessus.Such an amplification kit or kit will advantageously comprise at least one pair of nucleotide primers as described above.
UTILISATION D'OLIGONUCLEOTIDES ANTISENS CIBLES SUR LE GENE AKIN11 POUR MODULER LA RESISTANCE D'UNE PLANTE A L'AGRESSION PAR UN PATHOGENE. La résistance d'une plante à l'agression par un pathogène peut être modulée en agissant sur le niveau d'expression et/ou de traduction du gène akinl l, par exemple en utilisant des oligonucléotides antisens. De préférence, un polynucléotide antisens selon l'invention comprend une séquence complémentaire d'une séquence localisée dans la région de l'extrémité 5' de l'ADN du gène akinl l, et de manière tout à fait préférée la proximité du codon d'initiation de la traduction (ATG) du gène akinll.USE OF TARGETED ANTISENSE OLIGONUCLEOTIDES ON THE AKIN11 GENE TO MODULATE THE RESISTANCE OF A PLANT TO AGGRESSION BY A PATHOGEN. The resistance of a plant to aggression by a pathogen can be modulated by acting on the level of expression and / or translation of the akin1 gene, for example by using antisense oligonucleotides. Preferably, an antisense polynucleotide according to the invention comprises a sequence complementary to a sequence located in the region of the 5 'end of the DNA of the akinl l gene, and very preferably the proximity of the codon initiation of translation (ATG) of the akinll gene.
Selon un second mode de réalisation préférentiel, un polynucléotide antisens selon l'invention comprend une séquence complémentaire à l'une des séquences localisées au niveau des jonctions exon/intron du gène akinl l et de manière préférée des séquences correspondant à un site d'épissage.According to a second preferred embodiment, an antisense polynucleotide according to the invention comprises a sequence complementary to one of the sequences located at the level of the exon / intron junctions of the akinl l gene and preferably sequences corresponding to a splicing site .
Un polynucléotide antisens préféré selon l'invention comprend au moins 15 nucléotides consécutifs de l'ADNc du gène akinll ayant la séquence nucléotidique SEQ ID N°1 ou de l'ADN génomique du gène akinl 1 de séquence SEQ ID N°2.A preferred antisense polynucleotide according to the invention comprises at least 15 consecutive nucleotides of the cDNA of the akin11 gene having the nucleotide sequence SEQ ID No. 1 or of the genomic DNA of the akinl 1 gene of sequence SEQ ID No. 2.
Aux fins de la présente invention, un premier polynucléotide est considéré comme étant « complémentaire » d'un second polynucléotide lorsque chaque base du premier nucléotide est appariée à la base complémentaire du second polynucléotide dont l'orientation est inversée. Les bases complémentaires sont A et T (ou A et U), et C et G.For the purposes of the present invention, a first polynucleotide is considered to be “complementary” to a second polynucleotide when each base of the first nucleotide is paired with the base complementary to the second polynucleotide whose orientation is reversed. The complementary bases are A and T (or A and U), and C and G.
De manière générale, un polynucléotide antisens selon l'invention possède au moins 20, 25, 30, 35, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 1000 ou 2000 nucléotides consécutifs de l'ADNc de AKIN11 de séquence SEQ ID N°1 ou SEQ ID N°2.In general, an antisense polynucleotide according to the invention has at least 20, 25, 30, 35, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 1000 or 2000 consecutive nucleotides of the cDNA of AKIN11 of sequence SEQ ID N ° 1 or SEQ ID N ° 2.
A titre illustratif, un polynucléotide antisens préféré selon l'invention consiste en l'acide nucléique de l'ADNc de AKIN1 1 de séquence SEQ ID N°1. Un polynucléotide antisens du gène akin 11 selon l'invention peut être préparé par toute méthode adaptée bien connue de l'homme du métier, y compris par clonage et action d'enzyme de restriction ou encore par synthèse chimique directe selon des techniques telles que la méthode au phosphodiester de NARANG et al. (1979) ou de BROWN et al. (1979), la méthode au diéthylphosphoramidites de BEAUCAGE et al. (1980) ou encore la technique sur support solide décrite dans le brevet européen n°EP-0 707 592.By way of illustration, a preferred antisense polynucleotide according to the invention consists of the nucleic acid of the cDNA of AKIN1 1 of sequence SEQ ID No. 1. An antisense polynucleotide of the akin 11 gene according to the invention can be prepared by any suitable method well known to those skilled in the art, including by cloning and restriction enzyme action or by direct chemical synthesis according to techniques such as phosphodiester method of NARANG et al. (1979) or BROWN et al. (1979), the diethylphosphoramidite method of BEAUCAGE et al. (1980) or the solid support technique described in European patent No. EP-0 707 592.
De manière générale, les polynucléotides antisens doivent avoir une longueur et une température de fusion suffisante pour permettre la formation d'un hybride duplex intracellulaire ayant une stabilité suffisante pour inhiber l'expression de l'ARNm de akin-11. Des stratégies pour construire les polynucléotides antisens sont notamment décrites par GREEN et al. (1986) et IZANT et WEINTRAUB (1984).In general, the antisense polynucleotides must have a sufficient length and melting temperature to allow the formation of an intracellular duplex hybrid having sufficient stability to inhibit the expression of akin-11 mRNA. Strategies for constructing the antisense polynucleotides are notably described by GREEN et al. (1986) and IZANT and WEINTRAUB (1984).
Des méthodes de construction de polynucléotides antisens sont également décrites par ROSSI et al (1991 ) ainsi que dans les demandes PCT N°WO 947/23.026, WO 95/04141 , WO 92/L18.522 et dans la demande de brevet européen n°EP 0 572 287.Methods for constructing antisense polynucleotides are also described by ROSSI et al (1991) as well as in PCT applications No. WO 947 / 23.026, WO 95/04141, WO 92 / L18.522 and in European patent application No. EP 0 572 287.
D'autres méthodes de mise en oeuvre de polynucléotides antisens sont par exemple celles décrites par SCZAKIEL et al. (1995) ou encore celles décrites dans la demande PCT N°WO 95/24.223.Other methods of implementing antisense polynucleotides are for example those described by SCZAKIEL et al. (1995) or those described in PCT application No. WO 95 / 24.223.
D'autres techniques d'utilisation de polynucléotides antisens utilisables par l'homme du métier sont celles de SALE et al. (1995) ainsi que celle de GAO et al. (1996).Other techniques for using antisense polynucleotides which can be used by those skilled in the art are those of SALE et al. (1995) as well as that of GAO et al. (1996).
L'invention a encore pour objet l'utilisation d'un poloynucléotide antisens hybridant avec l'acide nucléique de séquence SEQ ID N°2 pour moduler la résistance d'une plante à l'agression par un pathogène, et en particulier inhiber la résistance d'une plante à l'agression par un pathogène.Another subject of the invention is the use of an antisense poloyucleotide hybridizing with the nucleic acid of sequence SEQ ID No. 2 to modulate the resistance of a plant to aggression by a pathogen, and in particular to inhibit resistance from a plant to aggression by a pathogen.
La résistance d'une plante à l'agression par un pathogène peut être modulée en agissant sur l'expression du gène akinl 1, par exemple en utilisant des oligonucléotides antisens.The resistance of a plant to aggression by a pathogen can be modulated by acting on the expression of the akinl 1 gene, for example by using antisense oligonucleotides.
La présente invention est en outre illustrée, sans pour autant être limitée, aux figures et exemples suivants.The present invention is further illustrated, without however being limited, to the following figures and examples.
DESCRIPTION DES FIGURESDESCRIPTION OF THE FIGURES
La figure 1 illustre Isolement des extrémités de BAC de la banque TA&MU. Les inserts d'ADN nucléaire sont clones dans le vecteur pBeloBACH qui comporte, dans sa séquence, les sites uniques Sphl, BamHI, Smal, Sacl, et EcoRI. La digestion du clone par une de ces enzymes de restriction permet de générer des fragments comportant une portion du vecteur et une portion d'insert de taille variable. Après religation de ces fragments sur eux-mêmes, l'extrémité droite peut être amplifiée par PCR inverse. Le fragment d'insert correspondant à l'extrémité gauche associée au vecteur constitue un plasmide fonctionnel comportant l'origine de réplication et le marqueur de résistance au chloramphénicol. L'extrémité gauche peut ainsi être clonée par « plasmid rescue». Cmr , résistance au chloramphénicol; Ori, origine de réplication.Figure 1 illustrates Isolation of the ends of BAC from the TA&MU bank. The nuclear DNA inserts are cloned into the vector pBeloBACH which comprises, in its sequence, the unique Sphl sites, BamHI, Smal, Sacl, and EcoRI. Digestion of the clone by one of these restriction enzymes makes it possible to generate fragments comprising a portion of the vector and a portion of insert of variable size. After religation of these fragments on themselves, the right end can be amplified by reverse PCR. The insert fragment corresponding to the left end associated with the vector constitutes a functional plasmid comprising the origin of replication and the marker for resistance to chloramphenicol. The left end can thus be cloned by "plasmid rescue". Cm r , resistance to chloramphenicol; Ori, origin of replication.
La figure 2 illustre la recherche d'ORFs dans la région délimitée par les marqueurs mi413 et MXE2RE .FIG. 2 illustrates the search for ORFs in the region delimited by the markers mi413 and MXE2RE.
(A). La portion séquencée du clone T7I19 (correspondant à la portion couverte par le clone MXE2) est représentée sur ce clone. Les barres verticales noires indiquent la position des sites EcoRI.(AT). The sequenced portion of the clone T7I19 (corresponding to the portion covered by the clone MXE2) is represented on this clone. The vertical black bars indicate the position of the EcoRI sites.
(B) Les cosmides C7l 19-66 et C7119-49 couvrant la région de 18 kb comprise entre les marqueurs atpox et mi413 sont représentés en gris. (C)° La présence de deux ORFs a été détectée par le programme Genscan dans l'intervalle délimité par les marqueurs atpox et mi413. L'une correspond à la séquence codante du gène Akinl 1 qui code pour une protéine kinase de type SNFI; l'autre pour une protéine de 171 acides aminés ne présentant pas d'homologies avec les séquences présentes dans les bases de données. Les carrés pleins représentent la séquence codante des deux gènes identifiés. Le premier exon comportant le codon d'initiation de la traduction est représenté.(B) Cosmids C7l 19-66 and C7119-49 covering the 18 kb region between the markers atpox and mi413 are shown in gray. (C) ° The presence of two ORFs was detected by the Genscan program in the interval delimited by the markers atpox and mi413. One corresponds to the coding sequence of the Akinl 1 gene which codes for a protein kinase of SNFI type; the other for a protein of 171 amino acids showing no homologies with the sequences present in the databases. The solid squares represent the coding sequence of the two identified genes. The first exon with the translation initiation codon is shown.
La figure 3 illustre la structure génomique du gène Akinl 1 d'Arabidopsis et position de la mutation hxc-2: Le gène Akinl 1 comporte 11 exons, représentés par des rectangles gris, dont la taille est indiquée en kb. L'exon contenant le codon d'initiation de la traduction est représenté. La position des bases, limitrophes de chaque exon est indiquée sur le clone MXE2. Les fragments B, C, D, E, F, G et H amplifiés par PCR et clones en vue du sequençage de l'allèle hxc-2 sont représentés par des traits. La mutation hxc-2, qui résulte d'une inversion C -> T en position 77578 du clone MXE2, dans l'exon 8 du gène Akinl 1 est indiquée.FIG. 3 illustrates the genomic structure of the Akinl 1 gene from Arabidopsis and position of the hxc-2 mutation: The Akinl 1 gene comprises 11 exons, represented by gray rectangles, the size of which is indicated in kb. The exon containing the translation initiation codon is shown. The position of the bases, bordering each exon is indicated on the MXE2 clone. Fragments B, C, D, E, F, G and H amplified by PCR and cloned for the sequencing of the hxc-2 allele are represented by lines. The hxc-2 mutation, which results from a C -> T inversion at position 77578 of the clone MXE2, in exon 8 of the Akinl 1 gene is indicated.
La figure 4 illustre la complémentation de la mutation hxc-2.Figure 4 illustrates the complementation of the hxc-2 mutation.
En haut: Cosmides utilisés pour transformer les plantes mutantes. Les cosmides C7119-29, C7119-32, C7119-66 et C7119-49 ont été utilisés pour transformer, via Agrobacterium, des plantes mutantes. En bas: Phenotype observé, en réponse à l'inoculation par la souche 147, chez un transformant primaire, T66, obtenu avec le clone C7119-66, comparé au mutant hxc-2, 5 jours après inoculation.Above: Cosmids used to transform mutant plants. The cosmids C7119-29, C7119-32, C7119-66 and C7119-49 were used to transform, via Agrobacterium, mutant plants. Below: Phenotype observed, in response to inoculation with strain 147, in a primary transformant, T66, obtained with the clone C7119-66, compared to the mutant hxc-2, 5 days after inoculation.
La figure 5 illustre la bonstruction d'un vecteur d'expression recombinant contenant une séquence de l'ADNc ou de l'ADN génomique codant pour le polypeptide AKIN11, ou la séquence anti-sens correspondante.FIG. 5 illustrates the construct of a recombinant expression vector containing a cDNA or genomic DNA coding for the AKIN11 polypeptide, or the corresponding antisense sequence.
35S Pro: Promoteur 35 S du CaMV; NOS Ter: Terminateur du gène Nopaline synthase de A. Tumefaciens; EF: extrémités franches. NPIII: gène de résistance à la kanamycine. AKINF : SEQ ID N°13; AKINR:SEQ ID N°14.35S Pro: 35 S promoter of CaMV; NOS Ter: Terminator of the Nopaline synthase gene from A. Tumefaciens; EF: blunt ends. NPIII: kanamycin resistance gene. AKINF: SEQ ID N ° 13; AKINR: SEQ ID N ° 14.
La figure 6 illustre la construction d'un vecteur d'expression recombinant contenant une séquence de l'ADNC codant pour le polypeptide AKIN11 ; ou la séquence anti-sens correspondante.FIG. 6 illustrates the construction of a recombinant expression vector containing a sequence of the CDNA coding for the AKIN11 polypeptide; or the corresponding antisense sequence.
35S Pro: Promoteur 35 S du CaMV; NOS Ter: Terminateur du gène Nopaline synthase de A. Tumefaciens; EF: extrémités franches,. AKIN68: SEQ ID N°15. AKIN1648; SEQ ID N°16. EXEMPLES35S Pro: 35 S promoter of CaMV; NOS Ter: Terminator of the Nopaline synthase gene from A. Tumefaciens; EF: blunt ends ,. AKIN68: SEQ ID N ° 15. AKIN1648; SEQ ID N ° 16. EXAMPLES
EXEMPLE 1 : CLONAGE POSITIONNEL DU GENE CAUSAL DU PHENOTYPE DE SENSIBILITE DANS LA PLANTE MUTANTE HXC2 : CARTOGRAPHIE GLOBALE SUR DIFFERENTS CHROMOSOMES D'ARABIDOPSIS THALIANA.EXAMPLE 1: POSITIONAL CLONING OF THE CAUSAL GENE OF THE SENSITIVITY PHENOTYPE IN THE HXC2 MUTANT PLANT: GLOBAL MAPPING ON DIFFERENT CHROMOSOMES OF ARABIDOPSIS THALIANA.
Suite à la caractérisation phénotypique du mutant hxc-2, la cartographie du locus avait été entreprise par l'analyse du phenotype de 132 plantes F2 issues du croisement entre une plante Co\~gl-1-hxc-2 et l'écotype sauvage polymorphe, Ws-0. Un premier crible phénotypique avait été réalisé sur cette population en réponse à l'inoculation par la souche 147 de Xanthomonas campestris pv. campestris et 78 individus, incluant 28 plantes de phenotype mutant, avaient été sélectionnés et autofécondés. L'analyse de la ségrégation du caractère hxc-2 dans chaque sous-famille F3 résultant de l'autofécondation avait permis de déterminer, de manière codominante, le génotype des individus F2 au locus HXC2. L'intégration, dans une carte génétique préalablement réalisée sur la même population, du génotype des plantes F2 au locus HXC2 a permis de positionner le locus en position centromérique, sur le chromosome III, entre les marqueurs RFLP mi413 et atpox (Tableau 1).Following the phenotypic characterization of the hxc-2 mutant, the mapping of the locus had been undertaken by the analysis of the phenotype of 132 F2 plants from the cross between a Co-gl-1-hxc-2 plant and the wild polymorphic ecotype , Ws-0. A first phenotypic screen was carried out on this population in response to inoculation with strain 147 of Xanthomonas campestris pv. campestris and 78 individuals, including 28 plants of mutant phenotype, were selected and self-fertilized. The analysis of the segregation of the hxc-2 character in each F3 subfamily resulting from self-fertilization made it possible to determine, in a co-dominant fashion, the genotype of the F2 individuals at the HXC2 locus. The integration, in a genetic map previously carried out on the same population, of the genotype of the F2 plants at the HXC2 locus made it possible to position the locus in the centromeric position, on chromosome III, between the RFLP markers mi413 and atpox (Table 1).
Cet intervalle, défini par la présence d'un événement de recombinaison à droite du marqueur télomérique mi413 et d'un événement de recombinaison à gauche du marqueur centromérique, atpox, représente une distance physique d'environ 1 ,2 Mb, évaluée sur la base des données de cartographie physique offertes par l'agencement de clones YACs (" Yeast Artificial Chromosomes ") de la banque de Versailles dans la région. Ces données sont disponibles sur le site Web TAIR (WWW.arabidopsis.org). L'absence d'événements de recombinaison supplémentaires dans cet intervalle ne permettait pas d'envisager d'isoler le gène par une approche de clonage positionnel. La poursuite de la marche chromosomique a donc consisté, dans un premier temps, à isoler des recombinants dans l'intervalle défini par les marqueurs flanquants {mi413 et atpox), et dans un deuxième temps, à augmenter le nombre et donc la résolution des marqueurs moléculaires dans cet intervalle.This interval, defined by the presence of a recombination event to the right of the mi413 telomeric marker and of a recombination event to the left of the centromeric marker, atpox, represents a physical distance of approximately 1.2 Mb, evaluated on the basis physical mapping data offered by the arrangement of YACs ("Yeast Artificial Chromosomes") clones from the Bank of Versailles in the region. These data are available on the TAIR website (WWW.arabidopsis.org). The absence of additional recombination events in this interval made it impossible to envisage isolating the gene by a positional cloning approach. The pursuit of chromosomal walking therefore consisted, firstly, in isolating recombinants in the interval defined by the flanking markers (mi413 and atpox), and secondly, in increase the number and therefore the resolution of molecular markers in this interval.
Tableau 1 : Fréquence de recombinaison génétique entre le locus hxc2 et des marqueurs moléculaires du génome d'Arabidopsis.Table 1: Frequency of genetic recombination between the hxc2 locus and molecular markers of the Arabidopsis genome.
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EXEMPLE 2 : CLONAGE POSITIONNEL DU GENE CAUSAL DU PHENOTYPE DE SENSIBILITE DANS LA PLANTE MUTANTE HXC2 : RESTRICTION DE L'INTERVALLE DEFINI PAR LES MARQUEURS mi413 et atpox.EXAMPLE 2: POSITIONAL CLONING OF THE CAUSAL GENE OF THE SENSITIVITY PHENOTYPE IN THE HXC2 MUTANT PLANT: RESTRICTION OF THE INTERVAL DEFINED BY THE mi413 and atpox MARKERS.
I. Isolement de recombinants entre les marqueurs mi413 et aήαox :I. Isolation of recombinants between the markers mi413 and aήαox:
Le positionnement d'un locus muté par une approche de clonage positionnel n'est défini que par l'existence d'événements de recombinaison génétique entre le génotype des individus F2 au locus considéré, accessible par l'analyse de la ségrégation du caractère mutant dans les lignées F3, et le génotype de ces mêmes individus pour des marqueurs moléculaires liés à la mutation. La restriction de l'intervalle physique définissant la position d'une mutation implique donc l'identification d'événements de recombinaison suffisamment proches du locus muté. L'isolement de ces recombinants aléatoires ne peut se faire qu'en augmentant la taille de la population en ségrégation.The positioning of a mutated locus by a positional cloning approach is only defined by the existence of genetic recombination events between the genotype of F2 individuals at the locus considered, accessible by the analysis of the segregation of the mutant character in the F3 lines, and the genotype of these same individuals for molecular markers linked to the mutation. The restriction of the physical interval defining the position of a mutation therefore implies the identification of recombination events sufficiently close to the mutated locus. The isolation of these random recombinants can only be done by increasing the size of the segregated population.
La cartographie du locus hxc2 avait été réalisée sur une population de taille réduite (78 individus) ; par conséquent, la nécessité d'isoler de nouveaux recombinants pour le clonage positionnel du gène a été envisagée bien avant sa localisation entre les marqueurs
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et atpox. L'isolement de recombinants aléatoires a donc été abordé par une approche de génétique inverse, après avoir localisé le locus HXC2 dans une fenêtre de 13 cM, entre les marqueurs GL-1 et m249. Le mutant hxc-2 a été isolé dans un fond génétique Co\-gl-1. La mutation récessive, gl-1, localisée en position centromérique sur le chromosome III est responsable de l'absence de différentiation de cellules épidermiques en trichomes et confère le phenotype glabre. Ce marqueur phénotypique, hérité du parent mutant dans la population, coségrège avec la mutation hxc-2 et constitue l'une des limites supérieure du locus. La présence de ce marqueur phénotypique a été mise à profit pour l'isolement de recombinants entre les marqueurs gl-1 et m249. Au sein d'une population F2 résultant du croisement entre une plante mutante Co\-gl-1 -hxc-2 et une plante sauvage Ws-0, 367 individus de phenotype glabre (ayant hérité ce caractère du parent mutant) ont été sélectionnés. L'ADN de ces individus, présentant un génotype homozygote Col-0 au locus GL-1, a été isolé, digéré par EcoRI et soumis à une analyse RFLP par le marqueur m249 qui constituait la limite inférieure du locus HXC2. 61 individus présentant un profil homozygote Ws-0 ou hétérozygote pour ce marqueur, résultant respectivement d'un double et d'un simple événement de recombinaison entre les marqueurs gl-1 et m249 ont été sélectionnés, autofécondés et soumis à un second crible par les marqueurs m\413 et atpox. Seuls 8 individus recombinants entre ces deux derniers marqueurs ont été conservés et le phenotype des lignées F3 correspondantes a été testé en réponse à l'inoculation par la souche 147. Ce crible phénotypique a permis de déterminer le génotype de chaque individu recombinant, au locus HXC2, de manière codominante. Les événements de recombinaison de ces 8 individus, R80, R139, R148, R269, R273, R284, R287 et R313 ajoutés à ceux des lignées H25 et Wh72, issues de la population de cartographie initiale, ont été utilisés pour préciser la position du locus HXC2.
The mapping of the hxc2 locus had been carried out on a small population (78 individuals); therefore, the need to isolate new recombinants for the positional cloning of the gene was considered long before its location between the markers
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and atpox. The isolation of random recombinants was therefore approached by an inverse genetics approach, after having located the HXC2 locus in a 13 cM window, between the GL-1 and m249 markers. The hxc-2 mutant was isolated from a Co \ -gl-1 genetic background. The recessive mutation, gl-1, located in the centromeric position on chromosome III is responsible for the lack of differentiation of epidermal cells into trichomes and confers the glabrous phenotype. This phenotypic marker, inherited from the mutant parent in the population, co-aggregates with the hxc-2 mutation and constitutes one of the upper limits of the locus. The presence of this phenotypic marker was used to isolate recombinants between the gl-1 and m249 markers. Within an F2 population resulting from the cross between a mutant plant Co \ -gl-1 -hxc-2 and a wild plant Ws-0, 367 individuals of hairless phenotype (having inherited this trait from the mutant parent) were selected. The DNA of these individuals, having a homozygous Col-0 genotype at the GL-1 locus, was isolated, digested with EcoRI and subjected to an RFLP analysis by the marker m249 which constituted the lower limit of the HXC2 locus. 61 individuals with a Ws-0 homozygous or heterozygous profile for this marker, resulting respectively from a double and a simple recombination event between the gl-1 and m249 markers were selected, self-fertilized and subjected to a second screen by the markers m \ 413 and atpox. Only 8 recombinant individuals between these last two markers were preserved and the phenotype of the corresponding F3 lines was tested in response to inoculation with the strain 147. This phenotypic screen made it possible to determine the genotype of each recombinant individual, at the HXC2 locus , co-dominantly. The recombination events of these 8 individuals, R80, R139, R148, R269, R273, R284, R287 and R313 added to those of the H25 and Wh72 lines, from the initial mapping population, were used to specify the position of the locus HXC2.
II. Production de marqueurs moléculaires dans l'intervalle défini par les marqueurs mi 413 et atpox. Au delà de l'identification de recombinants dans l'intervalle défini par les deux marqueurs flanquant le locus d'intérêt, le positionnement précis du locus par rapport à ces événements de recombinaison demande par ailleurs d'augmenter le nombre et donc, la résolution des marqueurs moléculaires dans cet intervalle. Plusieurs sources de marqueurs moléculaires sont disponibles chez Arabidopsis. Tout d'abord, la génération de lignées recombinantes entre les écotypes Col-0 et La-er a permis de rassembler l'ensemble des marqueurs préexistants (gènes clones, fragments d'ADN génomique, ESTs, marqueurs microsatellites...) en une carte génétique unique (Lister et Dean, 1993), qui précise actuellement la position relative de plus de 300 d'entre eux sur les 5 groupes de liaison du génome d'Arabidopsis. Cependant, malgré son caractère exhaustif, cette carte n'a pas permis de fournir de nouveaux marqueurs permettant de restreindre l'intervalle défini par m\413 et atpox. Par ailleurs, la production de marqueurs résolutifs peut être assurée par la réalisation d'une carte physique précise couvrant le locus considéré. Plusieurs banques génomiques produites par le clonage de digestions partielles d'ADN nucléaire dans des vecteurs de type BAC (Bacterial Artificial Chromosome) ou résultant de l'encapsidation d'inserts de taille définie dans des particules phagiques (clones P1 (Liu et al., 1995)) ont été produites chez Arabidopsis. L'agencement de ces clones en contigus constitue l'étape préliminaire des programmes de sequençage. Il offre l'avantage de définir des zones de chevauchement entre ces clones et permet ainsi de réduire considérablement le nombre de clones BAC à séquencer pour assurer la couverture totale d'une région chromosomique. Contrairement aux chromosomes I, II, IV, et V pour lesquels des cartes physiques très précises étaient exploitables en de nombreux points du génome, pour la région centromérique du chromosome III, au début de cette étude, seule une carte physique approximative et discontinue, assortie de quelques données de séquences était disponible. Bien qu'incomplète, cette carte résultant du criblage de clones P1 (Liu et al., 1995) et BAC par des extrémités d'inserts de clones YACs (Yeast Artificial Chromosomes) (Creusot et al., 1995) a servi de support au clonage positionnel du gène HXC2 : les données de séquence des clones P1 MOD1, MX021 et MT024 positionnés dans la région (Tableau 2), ont été utilisées pour amplifier par PCR des fragments génomiques, qui ont servis de marqueurs RFLP. II. Production of molecular markers in the interval defined by the markers mi 413 and atpox. Beyond the identification of recombinants in the interval defined by the two markers flanking the locus of interest, the precise positioning of the locus in relation to these recombination events also requires increasing the number and therefore the resolution of the molecular markers in this range. Several sources of molecular markers are available from Arabidopsis. First of all, the generation of recombinant lines between the Col-0 and La-er ecotypes made it possible to bring together all of the pre-existing markers (cloned genes, fragments of genomic DNA, ESTs, microsatellite markers ...) in one unique genetic map (Lister and Dean, 1993), which currently specifies the relative position of more than 300 of them on the 5 linking groups of the Arabidopsis genome. However, despite its exhaustive nature, this map did not provide new markers to limit the interval defined by m \ 413 and atpox. Furthermore, the production of resolving markers can be ensured by the creation of a precise physical map covering the locus considered. Several genomic libraries produced by the cloning of partial digests of nuclear DNA into BAC (Bacterial Artificial Chromosome) type vectors or resulting from the packaging of inserts of defined size in phage particles (P1 clones (Liu et al., 1995)) were produced in Arabidopsis. The arrangement of these contiguous clones constitutes the preliminary stage of the sequencing programs. It offers the advantage of defining overlapping zones between these clones and thus makes it possible to considerably reduce the number of BAC clones to be sequenced to ensure total coverage of a chromosomal region. Unlike chromosomes I, II, IV, and V for which very precise physical maps were usable at many points in the genome, for the centromeric region of chromosome III, at the start of this study, only an approximate and discontinuous physical map, matched some sequence data was available. Although incomplete, this map resulting from the screening of P1 (Liu et al., 1995) and BAC clones by ends of YACs (Yeast Artificial Chromosomes) clone inserts (Creusot et al., 1995) served as support for the positional cloning of the HXC2 gene: the sequence data of the P1 MOD1, MX021 and MT024 clones positioned in the region (Table 2), were used to amplify genomic fragments by PCR, which served as RFLP markers.
Tableau 2 :Table 2:
Séquence des oligonucléotides utilisés pour la génération de nouveaux marqueurs de type RFLPSequence of oligonucleotides used for the generation of new RFLP markers
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Génération de marqueurs RFLP à partir de séquences de clones BAC et P1 positionnés dans l'intervalle défini parles marqueurs mi413 et atpox.Generation of RFLP markers from sequences of BAC and P1 clones positioned within the interval defined by the mi413 and atpox markers.
La production d'un marqueur RFLP à partir d'une séquence donnée nécessite l'identification préalable d'un polymorphisme de restriction entre les parents du croisement dont sont issus les individus en ségrégation. Toutes les sondes RFLP utilisées dans cette étude ont donc été hybridées à une membrane parentale résultant de la digestion d'ADN génomique des deux écotypes parentaux {Co\-gl-1-hxc-2 et Ws-0) par 19 enzymes de restriction. L'identification de 3 couples enzyme/sonde (MODI/EcoRV, MT024/Λ/del MX021LE/Spel) montrant un profil d'hybridation polymorphe entre les parents, et permettant de détecter des individus hétérozygotes sans ambiguïté, a permis de définir 3 marqueurs utilisables pour la marche chromosomique (Tableau 2 ci- dessus). Leur utilisation pour la cartographie du locus muté a nécessité la digestion de l'ADN de l'ensemble des individus F2 (ou de pools d'ADN F3 résultant de ces individus F2) par l'enzyme spécifique, et l'hybridation de ces digestions à leur sonde respective.The production of an RFLP marker from a given sequence requires the prior identification of a restriction polymorphism between the parents of the crossing from which the segregated individuals come. All the RFLP probes used in this study were therefore hybridized to a parental membrane resulting from the digestion of genomic DNA from the two parental ecotypes (Co \ -gl-1-hxc-2 and Ws-0) by 19 restriction enzymes. The identification of 3 enzyme / probe pairs (MODI / EcoRV, MT024 / Λ / del MX021LE / Spel) showing a polymorphic hybridization profile between the parents, and making it possible to detect unambiguous heterozygous individuals, made it possible to define 3 markers usable for chromosomal walking (Table 2 below above). Their use for mapping the mutated locus required the digestion of the DNA of all F2 individuals (or pools of F3 DNA resulting from these F2 individuals) with the specific enzyme, and the hybridization of these digests. to their respective probe.
III. Restriction de l'intervalle par les marqueurs MOD1. MTQ24 et MXO21-LE.III. Interval restriction by MOD1 markers. MTQ24 and MXO21-LE.
Les clones MOD1, MT024 et MX021, ancrés sur la carte physique par leur hybridation respective aux marqueurs CIC8D2RE, CIC10A4LE et CIC10A8RE (correspondant à des extrémités de clones YAC localisées dans la région (Creusot et al., 1995)) ont été totalement séquences dans le cadre du programme de sequençage du chromosome III. L'utilisation des fragments amplifiés à partir de ces clones comme marqueurs RFLP a permis de réduire l'intervalle défini par les marqueurs mi413 et atpox. Les événements de recombinaison correspondant aux lignées R313, R287 et R139, phénotypées mutantes au locus hxc2 et homozygotes mutantes pour le marqueur MOD1, ont été éliminés par l'utilisation de ce marqueur. L'intervaiie a ainsi été réduit aux 400 kb séparant MOD1 de mi413. Enfin, l'utilisation des marqueurs MT024 et MX021 a permis de réduire à 2, le nombre de recombinants de part et d'autre du locus, désormais limité à gauche, par le marqueur mi413 et à droite, par le marqueur MX021LE . L'absence de chevauchement entre les clones MXE2 et MX021 ne permettant pas d'évaluer précisément la distance physique séparant les nouveaux marqueurs flanquants, mi413 et MX021LE, elle a été évaluée par la construction d'une carte physique précise autour du locus HXC2.The clones MOD1, MT024 and MX021, anchored on the physical map by their respective hybridization to the markers CIC8D2RE, CIC10A4LE and CIC10A8RE (corresponding to the ends of YAC clones located in the region (Creusot et al., 1995)) were completely sequenced in as part of the chromosome III sequencing program. The use of the fragments amplified from these clones as RFLP markers made it possible to reduce the interval defined by the markers mi413 and atpox. The recombination events corresponding to the lines R313, R287 and R139, phenotypic mutant at the hxc2 locus and homozygous mutant for the marker MOD1, were eliminated by the use of this marker. Intervaiie was thus reduced to 400 kb separating MOD1 from mi413. Finally, the use of markers MT024 and MX021 made it possible to reduce to 2, the number of recombinants on either side of the locus, now limited to the left, by the marker mi413 and to the right, by the marker MX021LE. The absence of overlap between the MXE2 and MX021 clones does not allow precise evaluation of the physical distance separating the new flanking markers, mi413 and MX021LE, it was evaluated by the construction of a precise physical map around the HXC2 locus.
EXEMPLE 3 : CLONAGE POSITIONNEL DU GENE CAUSAL DU PHENOTYPE DE SENSIBILITE DANS LA PLANTE MUTANTE HXC2 : CONSTRUCTION D'UNE CARTE PHYSIQUE PRECISE DU LOCUS HXC2.EXAMPLE 3: POSITIONAL CLONING OF THE CAUSAL GENE OF THE SENSITIVITY PHENOTYPE IN THE HXC2 MUTANT PLANT: CONSTRUCTION OF A PRECISE PHYSICAL MAP OF THE HXC2 LOCUS.
La construction d'un contig de BACs couvrant le locus HXC2 a nécessité le criblage de la banque TA&MU, (http://http.tamu.edu:8000/~creel/TOC.html) disponible sur filtre haute densité, à l'aide des marqueurs limitrophes du locus.The construction of a contig of BACs covering the HXC2 locus required the screening of the TA&MU bank, (http://http.tamu.edu:8000/~creel/TOC.html) available on high density filter, using markers bordering the locus.
I.- Criblage de la banque BAC TA&MU (Texas A&M University). Le filtre haute densité, généré à partir de la banque BACI.- Screening of the BAC TA&MU bank (Texas A&M University). The high density filter, generated from the BAC bank
TA&MU est une membrane de 21 sur 14 cm sur laquelle environ quatre équivalents du génome haploïde ont été fixés. Le filtre comportant les 12288 clones de la banque, est divisé en 4 champs renfermant chacun 384 carrés. Chaque carré comporte 16 points correspondant au repiquage de 8 clones en duplicata. La position des signaux d'hybridation qui apparaissent en double dans le carré d'un champ donné renseigne donc, sans ambiguïté, sur l'origine du clone allumé par l'hybridation.TA&MU is a 21 x 14 cm membrane on which approximately four equivalents of the haploid genome have been attached. The filter comprising the 12288 clones of the bank is divided into 4 fields each containing 384 squares. Each square has 16 points corresponding to the transplanting of 8 clones in duplicate. The position of the hybridization signals which appear twice in the square of a given field therefore provides unambiguous information on the origin of the clone turned on by the hybridization.
Le criblage de ce filtre, à l'aide du marqueur correspondant à une extrémité de clone YAC, CIC12D2RE qui constituait la première limite télomérique du locus HXC2 utilisée pour la cartographie physique, a permis l'identification des clones T16014, T25B14 et T8B20. Un second criblage, réalisé à l'aide du marqueur mi413 a permis d'isoler les clones T7I19 et T24F18. Par ailleurs, l'alignement de la séquence du marqueur m\413 sur l'ensemble des séquences nucléaires disponibles chez Arabidopsis a permis d'identifier un clone P1, MXE2 provenant d'une autre banque génomique et séquence à Kazuza, au Japon, dans le cadre du programme de sequençage du bras court du chromosome III. Le marqueur mi413 a ainsi pu être ancré entre les bases du clone MXE2. Afin d'assurer la jonction entre les clones T8B20, T25B14, T16014, isolés à l'aide du marqueur CIC12D2RE, et le clone MXE2, identifié à l'aide du marqueur mi413, un troisième criblage de la banque, réalisé à l'aide d'un fragment de 1 ,5 kb correspondant à l'extrémité gauche du clone MXE2, a permis l'isolement des clones T2H8 et T3N15.The screening of this filter, using the marker corresponding to a YAC clone end, CIC12D2RE which constituted the first telomeric limit of the HXC2 locus used for physical mapping, enabled the clones T16014, T25B14 and T8B20 to be identified. A second screening, carried out using the mi413 marker, made it possible to isolate the clones T7I19 and T24F18. In addition, alignment of the m \ 413 marker sequence with all of the nuclear sequences available from Arabidopsis made it possible to identify a P1, MXE2 clone from another genomic library and sequence in Kazuza, Japan, in as part of the chromosome III short arm sequencing program. The mi413 marker was thus able to be anchored between the bases of the MXE2 clone. In order to ensure the junction between clones T8B20, T25B14, T16014, isolated using the marker CIC12D2RE, and the clone MXE2, identified using the marker mi413, a third screening of the library, carried out using of a 1.5 kb fragment corresponding to the left end of the clone MXE2, allowed the isolation of the clones T2H8 and T3N15.
II. Construction d'un contigue de clones BACs entre les marqueurs mi413 et MX021-LE.II. Construction of a contiguous BAC clone between the markers mi413 and MX021-LE.
L'organisation en contig des clones BACs identifiés par criblage de la banque TA&MU a été permise par la structure du vecteur pBeloBACH dans lequel les fragments d'ADN nucléaire, d'une taille moyenne de 100 kb, ont été clones (Figure 1).The contiguous organization of the BAC clones identified by screening from the TA&MU bank was allowed by the structure of the vector. pBeloBACH in which the nuclear DNA fragments, with an average size of 100 kb, were cloned (Figure 1).
Le vecteur facilite l'isolement et le clonage des extrémités des inserts qui peuvent, par la suite, être hybridées aux autres BACs. Ces hybridations permettent de préciser d'une part, les zones de chevauchement inter-BACs et, d'autre part, l'orientation des clones les uns par rapport aux autres, étapes nécessaires à l'élaboration du contigue.The vector facilitates the isolation and cloning of the ends of the inserts which can subsequently be hybridized to the other BACs. These hybridizations make it possible, on the one hand, to specify the zones of overlap between BACs and, on the other hand, the orientation of the clones with respect to each other, steps necessary for the development of the contiguous.
L'isolement des extrémités droite et gauche de ces inserts, définies par les bras du vecteur, peut être réalisée respectivement par PCR inverse et " plasmid rescue " : les sites uniques Sph\, BamH\, Sma\, Sac\ et EcoR\ présents dans la séquence de pBeloBACH permettent, via la digestion d'un clone par l'une de ces enzymes et la religation des fragments générés sur eux mêmes, l'amplification par PCR inverse de l'extrémité droite. Les produits de religation génèrent, par ailleurs, un plasmide comportant l'origine de réplication du vecteur, le marqueur de résistance au chloramphénicol, et un fragment de taille variable correspondant à l'extrémité gauche de l'insert (Figure 1 ).The isolation of the right and left ends of these inserts, defined by the arms of the vector, can be carried out respectively by reverse PCR and "plasmid rescue": the unique sites Sph \, BamH \, Sma \, Sac \ and EcoR \ present in the sequence of pBeloBACH allow, via the digestion of a clone by one of these enzymes and the religation of the fragments generated on themselves, amplification by reverse PCR of the right end. The religation products also generate a plasmid comprising the origin of replication of the vector, the chloramphenicol resistance marker, and a fragment of variable size corresponding to the left end of the insert (Figure 1).
L'hybridation de l'ensemble des clones isolés au terme des trois criblages successifs par un fragment de 3,7 kb correspondant à une digestion Hindïïl I BamH\ de l'extrémité gauche du clone T8B20 (T8B20LE) a permis de détecter un signal d'hybridation correspondant au clone T16014. Par ailleurs, l'alignement de 129 pb de la séquence de cette extrémité sur l'ensemble des séquences d'Arabidopsis disponibles a permis d'ancrer ce fragment entre les bases 11191 et 11319 du clone P1 MXE2. Le chevauchement entre les clones T8B20 et MXE2 isolés respectivement à l'aide des marqueurs CIC12D2RE et ml413 montre que la distance physique qui sépare ces deux marqueurs est suffisamment faible pour s'affranchir du clone T2H8, identifié initialement à l'aide du marqueur MXE2LE pour assurer la jonction entre ces deux clones.Hybridization of all of the clones isolated at the end of the three successive screenings with a 3.7 kb fragment corresponding to HindIII I BamH \ digestion of the left end of the clone T8B20 (T8B20LE) made it possible to detect a signal d hybridization corresponding to clone T16014. Furthermore, the alignment of 129 bp of the sequence of this end to all of the available Arabidopsis sequences made it possible to anchor this fragment between the bases 11191 and 11319 of the clone P1 MXE2. The overlap between the clones T8B20 and MXE2 isolated respectively using the markers CIC12D2RE and ml413 shows that the physical distance which separates these two markers is sufficiently small to overcome the clone T2H8, initially identified using the marker MXE2LE for ensure the junction between these two clones.
La digestion EcoRI du clone T8B20 a permis, après religation des fragments sur eux-mêmes et PCR inverse, l'isolement de 700 pb correspondant à son extrémité droite (T8B20RE). Le marquage de cette séquence a révélé un signal d'hybridation correspondant au clone T25B14. Ce signal d'hybridation, absent du clone T16014, identifié àThe EcoRI digestion of the T8B20 clone made it possible, after religation of the fragments on themselves and reverse PCR, the isolation of 700 bp corresponding to its right end (T8B20RE). The labeling of this sequence revealed a hybridization signal corresponding to the clone T25B14. This hybridization signal, absent from the clone T16014, identified with
J'aide du même marqueur CIC12D2RE, montre que T25B14 s'étend plus loin à gauche du locus HXC2 que les clones T8B20 et T16014. Par ailleurs, le signal détecté sur 4 des 5 clones isolés par les marqueurs CIC12D2RE et MXE2LE après marquage de l'extrémité droite de T16014 a permis de confirmer leur présence dans la région. Par contre, l'absence de signaux correspondant au clone T3N15 pour l'ensemble des sondes testées dans la région ainsi que ses profils de digestion EcoRI, KpN\ et BamH\ distincts des autres clones présents dans la région ont conduit à le considérer comme un artefact de criblage.I use the same marker CIC12D2RE, shows that T25B14 extends further to the left of the HXC2 locus than the clones T8B20 and T16014. Furthermore, the signal detected on 4 of the 5 clones isolated by the markers CIC12D2RE and MXE2LE after labeling the right end of T16014 made it possible to confirm their presence in the region. On the other hand, the absence of signals corresponding to the clone T3N15 for all the probes tested in the region as well as its digestion profiles EcoRI, KpN \ and BamH \ distinct from the other clones present in the region have led to considering it as a screening artifact.
Le " gap " présent entre les clones P1 séquences, MXE2 et MX021, a été comblé par le clone T7119, isolé à l'aide du marqueur mi413 (Figure, 1). La séquence des extrémités droite et gauche de ce clone disponible dans Genbank avec les numéros d'accession al091267 et al091268, a permis d'ancrer T7I19 entre la base 52265 du clone MXE2 et la base 34747 du clone MX021. Le marqueur MX021LE qui constitue la limite centromérique du locus HXC2 a été amplifié entre les bases 351 et 1510 du clone MX021 ; ce marqueur est donc présent dans la séquence du clone T7I19 qui chevauche le clone MX021 jusqu'à la base 34747. L'hybridation du clone T7I19 avec les deux marqueurs limitrophes du locus HXC2 apporte la preuve que le gène HXC2 est présent dans le clone T7I19. L'isolement de ce clone, dont la taille a été évaluée par digestion EcoRI et migration sur gel d'agarose à 80 kb offrait donc d'une part, la possibilité d'évaluer la distance physique séparant les deux marqueurs flanquants (45 kb) et d'autre part, la possibilité de construire une carte de haute résolution autour du locus de manière à produire des fragments de taille plus réduite pour la complémentation de la mutation.The "gap" present between the sequenced P1 clones, MXE2 and MX021, was filled by the clone T7119, isolated using the marker mi413 (Figure, 1). The sequence of the right and left ends of this clone available in Genbank with the accession numbers al091267 and al091268, made it possible to anchor T7I19 between the base 52265 of the clone MXE2 and the base 34747 of the clone MX021. The marker MX021LE which constitutes the centromeric limit of the HXC2 locus was amplified between bases 351 and 1510 of the clone MX021; this marker is therefore present in the sequence of the clone T7I19 which overlaps the clone MX021 up to base 34747. Hybridization of the clone T7I19 with the two markers bordering the HXC2 locus provides proof that the HXC2 gene is present in the clone T7I19 . The isolation of this clone, the size of which was evaluated by EcoRI digestion and migration on agarose gel at 80 kb therefore offered on the one hand, the possibility of evaluating the physical distance separating the two flanking markers (45 kb) and on the other hand, the possibility of constructing a high resolution map around the locus so as to produce smaller fragments for the complementation of the mutation.
III. Construction d'une carte de haute résolution couvrant le locus HXC2.III. Construction of a high resolution map covering the HXC2 locus.
Les banques BAC produites chez Arabidopsis ont été réalisées à partir de l'écotype sauvage Col-0. Les, clones BACs isolés par criblage de la banque TA&MU fournissaient donc les éléments nécessaires à la complémentation de la mutation hxc-2, isolée dans un fond génétique Col-g . Toutefois, ces clones n'ont pas été générés dans des vecteurs binaires permettant la transformation d'Arabidopsis. La complémentation de la mutation nécessitait donc la production de fragments de taille plus réduite, dans un vecteur binaire permettant la transformation stable de plantes mutantes. Une carte de haute résolution du locus HXC2 a donc été élaborée par digestion partielle EcoRI du clone T7I19 couvrant le locus, et par clonage de ces fragments dans un vecteur cosmidique de type binaire (pSLJ75515) permettant d'intégrer des fragments d'une taille moyenne de 20 kb. L'analyse d'environ 160 cosmides de cette banque a permis de sélectionner 10 d'entre eux, assurant une couverture totale du clone T7I19. L'agencement de ces clones en contig a été facilité par la connaissance de la séquence, et donc de la carte de restriction des 30kb télomériques communs au clone, MXE2 et des 34 kb centromériques correspondant au clone MX021.The BAC banks produced in Arabidopsis were made from the wild Col-0 ecotype. The BAC clones isolated by screening from the TA&MU bank therefore provided the elements necessary for the complementation of the hxc-2 mutation, isolated in a genetic background. Col-g. However, these clones were not generated in binary vectors allowing the transformation of Arabidopsis. Complementation of the mutation therefore required the production of smaller fragments, in a binary vector allowing the stable transformation of mutant plants. A high-resolution map of the HXC2 locus was therefore developed by partial EcoRI digestion of the clone T7I19 covering the locus, and by cloning of these fragments into a binary-type cosmid vector (pSLJ75515) making it possible to integrate fragments of a medium size. 20 kb. The analysis of approximately 160 cosmids from this bank made it possible to select 10 of them, ensuring total coverage of the T7I19 clone. The arrangement of these contiguous clones was facilitated by the knowledge of the sequence, and therefore of the restriction map of the 30 kb telomeric common to the clone, MXE2 and the 34 kb centromeric corresponding to the clone MX021.
L'intervalle d'environ 15 kb non séquences du clone T7I19, déduit de la longueur totale du BAC, pouvait contenir le gène hxc2. Afin de tester cette hypothèse, un marqueur RFLP correspondant à l'extrémité droite du clone MXE2 a été généré par amplification d'un fragment de 675 pb entre les bases 86114 et 86789 de ce clone. Le produit amplifié a permis de détecter un polymorphisme EcoRV entre les parents du croisement. L'utilisation de ce marqueur sur la population des recombinants isolés entre les marqueurs atpox et mi413 a permis d'éliminer l'événement de recombinaison correspondant à l'individu R284. Le maintien d'un recombinant unique, R269, entre le marqueur MXE2RE et le locus a permis de restreindre l'intervalle aux quelques 20kb séquences correspondant à l'extrémité droite du clone MXE2, comprise entre les marqueurs mi413 et MXE2RE. Afin d'identifier les gènes candidats présents dans cette région, une analyse de prédiction des " ORFs " a été réalisée dans la région.The approximately 15 kb non-sequenced interval of the clone T7I19, deduced from the total length of the BAC, could contain the hxc2 gene. In order to test this hypothesis, an RFLP marker corresponding to the right end of the MXE2 clone was generated by amplification of a 675 bp fragment between bases 86114 and 86789 of this clone. The amplified product made it possible to detect an EcoRV polymorphism between the parents of the cross. The use of this marker on the population of recombinants isolated between the atpox and mi413 markers made it possible to eliminate the recombination event corresponding to the individual R284. Maintaining a single recombinant, R269, between the marker MXE2RE and the locus made it possible to limit the interval to the few 20kb sequences corresponding to the right end of the clone MXE2, comprised between the markers mi413 and MXE2RE. In order to identify the candidate genes present in this region, a prediction analysis of "ORFs" was carried out in the region.
EXEMPLE 4 : CLONAGE POSITIONNEL DU GENE CAUSAL DU PHENOTYPE DE SENSIBILITE DANS LA PLANTE MUTANTE HXC2 : IDENTIFICATION DU GENE CAUSAL. L'utilisation du programme Genscan (http://CCR- 081.mit.edu/GENSCAN.htmπ sur le séquence du clone MXE2 a permis d'identifier deux ORFs dans l'intervalle défini par les marqueurs mi4 3 et MXE2LE : une protéine de 171 acides aminés ne présentant pas d'homologies avec les séquences présentes dans les bases de données et une serine thréonine kinase de type SNF1 , homologue de la protéine SNF1 de levure (Figure 2). La séquence codante prédite de la protéine kinase est à 100% identique à celle de l'ADNc du gène Akinl 1 d'Arabidopsis (N° d'accession X99279), isolé initialement par criblage hétérologue d'une banque d'ADNc à l'aide du gène SNF1 de levure et interagissant avec PRL1 , un régulateur pléiotropique de gènes induits en réponse à des signaux hormonaux ou " sucre-dépendants " (Németh et al., 1998, Bhalerao ét al., 1999). L'identité stricte révélée par l'alignement de la séquence prédite avec celle de la protéine Akinl 1 , caractérisée dans cette expérience a été confirmée par la cartographie de l'ADNc Akinl 1, sur la population de lignées recombinantes Col-0 / La-er, en position centromérique du marqueur mι413 (Bhalerao et al., 1999).EXAMPLE 4 POSITIONAL CLONING OF THE CAUSAL GENE OF THE SENSITIVITY PHENOTYPE IN THE HXC2 MUTANT PLANT: IDENTIFICATION OF THE CAUSAL GENE. The use of the Genscan program (http: // CCR- 081.mit.edu/GENSCAN.htmπ on the sequence of the clone MXE2 made it possible to identify two ORFs in the interval defined by the markers mi4 3 and MXE2LE: a protein 171 amino acids with no homologies with the sequences present in the databases and a serine threonine kinase type SNF1, homologous to the yeast protein SNF1 (Figure 2). The predicted coding sequence of the protein kinase is 100% identical to that of the cDNA of the Akinl 1 gene from Arabidopsis (Accession No. X99279), initially isolated by heterologous screening of a cDNA library using the yeast SNF1 gene and interacting with PRL1 , a pleiotropic regulator of genes induced in response to hormonal or "sugar-dependent" signals (Németh et al., 1998, Bhalerao et al., 1999). The strict identity revealed by the alignment of the predicted sequence with that of the protein Akinl 1, characterized in this The experiment was confirmed by mapping the Akinl 1 cDNA on the population of Col-0 / La-er recombinant lines, in the centromeric position of the mι413 marker (Bhalerao et al., 1999).
Séquencaαe du αène Akinll dans le fond génétique Col-αl-1-hxc-2Sequencing of the Akinll αene in the genetic background Col-αl-1-hxc-2
La stratégie retenue pour le sequençage du gène Akinl 1 dans le mutant hxc-2 a donc consisté à amplifier des fragments chevauchants de la région génomique contenant ce gène, et à cloner ces fragments dans un vecteur de type pGEM-T (PROMEGA). Le sequençage de plusieurs clones indépendants, issus de chacun des fragments amplifiés (Figure 3) a permis d'identifier la mutation hxc-2. Cette méthode, qui utilise la PCR, est génératrice de délétions ponctuelles ou de mésappariement de bases. Ces erreurs apparaissent avec une fréquence, évaluée dans cette étude à 10"5, qui porte à 10"25 la probabilité d'apparition d'une erreur sur la même base dans deux clones indépendants. La détection d'une inversion C/T au niveau de la base 77578 du fragment E dans 8 clones résultant de 2 amplifications indépendantes est donc, très probablement, le résultat de la présence effective de cette mutation dans la séquence du gène et non pas d'un artefact dû à une erreur d'amplification. Cette mutation ponctuelle est responsable du changement de l'arginine 335 de la protéine prédite en tryptophane. La séquence nucléotidique génomique du gène akinl 1 muté est la séquence SEQ ID N°4 du listage de séquences.The strategy adopted for sequencing the Akinl 1 gene in the hxc-2 mutant therefore consisted in amplifying overlapping fragments of the genomic region containing this gene, and in cloning these fragments into a vector of the pGEM-T type (PROMEGA). The sequencing of several independent clones, originating from each of the amplified fragments (FIG. 3) made it possible to identify the hxc-2 mutation. This method, which uses PCR, generates point deletions or base mismatches. These errors appear with a frequency, evaluated in this study at 10 "5 , which brings to 10 " 25 the probability of occurrence of an error on the same basis in two independent clones. The detection of a C / T inversion at the base 77578 of the fragment E in 8 clones resulting from 2 independent amplifications is therefore, most probably, the result of the actual presence of this mutation in the gene sequence and not of 'an artifact due to an amplification error. This point mutation is responsible for the change of arginine 335 from the predicted protein to tryptophan. The genomic nucleotide sequence of the mutated akinl 1 gene is sequence SEQ ID No. 4 from the sequence listing.
La séquence nucléotidique de l'ADNc du gène akinl 1 muté est la séquence SEQ ID N°5 du listage de séquences. Par rapport à la séquence sauvage, la séquence nucléotidique mutée du gène akinl 1 comporte le remplacement d'une base C initiale par une base T, qui constitue le nucléotide en position 1972 de la séquence SEQ ID N°4 et le nucléotide en position 1003 de la séquenceThe nucleotide sequence of the cDNA of the mutated akinl 1 gene is sequence SEQ ID No. 5 of the sequence listing. Relative to the wild-type sequence, the mutated nucleotide sequence of the akinl 1 gene involves replacing an initial C base with a T base, which constitutes the nucleotide at position 1972 of the sequence SEQ ID No. 4 and the nucleotide at position 1003 of the sequence
SEQ ID N°5. La séquence d'acides aminés déduite correspondant au polypeptide AKIN11 muté est la séquence SEQ ID N°6 du listage de séquences.SEQ ID N ° 5. The deduced amino acid sequence corresponding to the mutated AKIN11 polypeptide is the sequence SEQ ID No. 6 of the sequence listing.
Par rapport à la séquence du polypeptide sauvage AKIN11 , le polypeptide muté de séquence SEQ ID N°6 possède la substitution du résidu arginine initial en position 335 par un résidu tryptophane sur le peptide muté.Relative to the sequence of the wild-type AKIN11 polypeptide, the mutated polypeptide of sequence SEQ ID No. 6 has the substitution of the initial arginine residue at position 335 with a tryptophan residue on the mutated peptide.
EXEMPLE 5 : UTILISATION D'UN ACIDE NUCLEIQUE PERMETTANT LA SYNTHESE DU POLYPEPTIDE AKIN11 POUR INDUIRE UNE RESISTANCE A L'AGRESSION PAR UN PATHOGENEEXAMPLE 5 USE OF A NUCLEIC ACID FOR THE SYNTHESIS OF THE AKIN11 POLYPEPTIDE TO INDUCE RESISTANCE TO AGGRESSION BY A PATHOGEN
Afin d'induire un phenotype de résistance à un pathogène chez le mutant sensible hxc2 de Arabidopsis thaliana, des expériences de complémentation ont été réalisées, à l'aide des cosmides obtenus par digestion partielle du clone T7I19, clones préalablement dans un vecteur binaire, le vecteur pSLJ5515 dérivé du vecteur pRK290. Les plantes mutantes ont donc été transformées avec les cosmides C7119-66 et C7I19-49 qui couvrent le gène Akinl 1. A l'issue de deux événements de transformation indépendants 12 et 5 transformants primaires ont été obtenus, respectivement, pour les cosmides C7I19-49 et C7I19-66. Des transformations témoins ont également été réalisées à l'aide des cosmides C7119-29 et C7119-32 et le vecteur binaire lui-même (Figure 4, haut).In order to induce a phenotype of resistance to a pathogen in the sensitive mutant hxc2 of Arabidopsis thaliana, complementation experiments were carried out, using the cosmids obtained by partial digestion of the clone T7I19, cloned beforehand in a binary vector, the vector pSLJ5515 derived from vector pRK290. The mutant plants were therefore transformed with the cosmids C7119-66 and C7I19-49 which cover the Akinl 1 gene. At the end of two independent transformation events 12 and 5 primary transformants were obtained, respectively, for the cosmids C7I19- 49 and C7I19-66. Control transformations were also carried out using the cosmids C7119-29 and C7119-32 and the binary vector itself (Figure 4, top).
L'inoculation des transformants correspondant aux clones C7119-49 et C7119-66 par la souche 147 de Xanthomonas montre que la transformation par les clones 66 et 49 a permis de restaurer le phenotype sauvage (Figure 4, bas).Inoculation of the transformants corresponding to clones C7119-49 and C7119-66 with strain 147 of Xanthomonas shows that the transformation by clones 66 and 49 made it possible to restore the wild phenotype (FIG. 4, bottom).
EXEMPLE 6 : CONSTRUCTION D'UN VECTEUR D'EXPRESSION RECOMBINANT CONTENANT UN ACIDE NUCLEIQUE PERMETTANT LA SYNTHESE DU POLYPEPTIDE AKIN11 CHEZ UNE PLANTE.EXAMPLE 6 CONSTRUCTION OF A RECOMBINANT EXPRESSION VECTOR CONTAINING A NUCLEIC ACID ALLOWING THE SYNTHESIS OF THE AKIN11 POLYPEPTIDE IN A PLANT.
1. Construction d'un vecteur d'expression recombinant contenant l'ADN génomique du gène Akinl 1, ou une séquence antisens correspondante.1. Construction of a recombinant expression vector containing the genomic DNA of the Akinl 1 gene, or a corresponding antisense sequence.
Le plasmide pRK290 (transfert John Innés Centre) contenant l'ADN génomique du gène Akinl 1 est préparé par minipréparation et utilisé comme matrice pour une expérience de PCR avec les oligonucléotides AKINF (SEQ ID N°13) et AKINR (SEQ ID N° 14).. L'utilisation de ce couple d'amorces permet d'insérer par mutagénèse ponctuelle un site de restriction Nael aux deux extrémités du fragment amplifié de 2684 pb. Ce fragment est purifié et clone dans le vecteur pGEM®-T (Promega). L'insertion est vérifiée par digestion Nael/Drdl. La séquence du fragment est entièrement déterminée sur plusieurs clones pour tester la présence de mutations induites par la PCR. La digestion Nael/Drdl du plasmide permet de purifier sur gel d'agarose un fragment de 2674 pb: ORF Akinl 1 du clone retenu (sans mutation). Le schéma de la méthode de construction est représenté sur la gauche de la figure 5.The plasmid pRK290 (John Innés Center transfer) containing the genomic DNA of the Akinl 1 gene is prepared by mini-preparation and used as template for a PCR experiment with the oligonucleotides AKINF (SEQ ID No. 13) and AKINR (SEQ ID No. 14 ) .. The use of this pair of primers makes it possible to insert, by point mutagenesis, a Nael restriction site at the two ends of the amplified fragment of 2684 bp. This fragment is purified and cloned into the vector pGEM®-T (Promega). The insertion is verified by Nael / Drdl digestion. The sequence of the fragment is entirely determined on several clones to test for the presence of mutations induced by PCR. Nael / Drdl digestion of the plasmid makes it possible to purify on agarose gel a fragment of 2674 bp: ORF Akinl 1 of the retained clone (without mutation). The diagram of the construction method is shown on the left of Figure 5.
Le plasmide pBI121 (Clontech) est soumis à une double digestion Sacl/Smal. L'extrémité digérée par Sacl est rendue franche par l'action du fragment Kleenow de l'enzyme ADN polymérase I. Les extrémités du fragment sont déphosphorylées.The plasmid pBI121 (Clontech) is subjected to a double Sacl / Smal digestion. The end digested with Sac1 is made blunt by the action of the Kleenow fragment of the DNA polymerase I enzyme. The ends of the fragment are dephosphorylated.
Le fragment ORF Akinl 1 est ligué dans le vecteur pBI121 déphosphorylé.The ORF fragment Akinl 1 is ligated into the vector pBI121 dephosphorylated.
Le schéma de la méthode de construction est représenté sur la droite de la figure 5. 2. Construction d'un vecteur recombinant contenant l'ADNc du gène Akinl 1, ou une séquence antisens correspondante.The diagram of the construction method is shown on the right of Figure 5. 2. Construction of a recombinant vector containing the cDNA of the Akinl 1 gene, or a corresponding antisense sequence.
Le plasmide pBlueScript SK- contenant l'ADNc du gène Akinl 1 est préparé par minipréparation et utilisé comme matrice pour une expérience de PCR avec les oligonucléotides AKIN68 (SEQ ID N°15) et AKIN1648 (SEQ ID N°16). L'utilisation de ce couple d'amorces permet d'insérer par mutagénèse ponctuelle un site de restriction Nael aux deux extrémités de l'amplifiât de 1602 pb. Ce fragment est purifié et clone dans le vecteur pGEM®-T (Promega). L'insertion est vérifiée par digestion Nael. La séquence du fragment est entièrement déterminée pour plusieurs clones pour tester la présence de mutations induites par la PCR. La digestion Nael du plasmide permet de purifier sur gel d'agarose un fragment de 1578 pb: cDNA Akinl 1.The plasmid pBlueScript SK- containing the cDNA of the Akinl 1 gene is prepared by mini-preparation and used as template for a PCR experiment with the oligonucleotides AKIN68 (SEQ ID No. 15) and AKIN1648 (SEQ ID No. 16). The use of this pair of primers makes it possible to insert, by point mutagenesis, a Nael restriction site at the two ends of the 1602 bp amplifiate. This fragment is purified and cloned into the vector pGEM®-T (Promega). The insertion is verified by Nael digestion. The sequence of the fragment is entirely determined for several clones to test for the presence of mutations induced by PCR. Nael digestion of the plasmid makes it possible to purify on agarose gel a fragment of 1578 bp: cDNA Akinl 1.
Le schéma de construction est représenté sur la gauche de la figure 6.The construction diagram is shown on the left of Figure 6.
Le plasmide pBI121 (Clontech) est soumis à une double digestion Sacl/Smal. L'extrémité digérée par Sacl est rendue franche par l'action du fragment Kleenow de l'enzyme ADN polymérase I. Les extrémités du fragment sont déphosphorylées.The plasmid pBI121 (Clontech) is subjected to a double Sacl / Smal digestion. The end digested with Sac1 is made blunt by the action of the Kleenow fragment of the DNA polymerase I enzyme. The ends of the fragment are dephosphorylated.
Le fragment cDNA Akinl 1 est ligué dans le vecteur pBI121 déphosphorylé.The Akinl 1 cDNA fragment is ligated into the dephosphorylated vector pBI121.
Le schéma de construction est représenté sur la droite de la figure 6.The construction diagram is shown on the right of Figure 6.
EXEMPLE 7 : OBTENTION DE PLANTES TRANSGENIQUES TRANSFORMEES PAR UN ACIDE NUCLEIQUE PERMETTANT LA SYNTHESE DU POLYPEPTIDE AKIN11 CHEZ CETTE PLANTEEXAMPLE 7 OBTAINING TRANSGENIC PLANTS TRANSFORMED BY A NUCLEIC ACID ALLOWING THE SYNTHESIS OF THE AKIN11 POLYPEPTIDE IN THIS PLANT
La transformation d'une plante dans le but d'obtenir une expression stable du polynucléotide d'intérêt dans la plante transformée est nécessaire pour assurer une modification durable du phenotype de résistance aux pathogènes dans cette plante. Des essais sont réalisés avec une construction de vecteur décrite à l'exemple 6 ci-dessus.The transformation of a plant in order to obtain a stable expression of the polynucleotide of interest in the transformed plant is necessary to ensure a lasting modification of the phenotype of resistance to pathogens in this plant. Tests are carried out with a vector construction described in Example 6 above.
I. CANON A PARTICULES La méthode utilisée repose sur l'utilisation d'un canon, à particules identique à celui décrit par FINER (1992).I. PARTICLE CANON The method used is based on the use of a particle cannon identical to that described by FINER (1992).
Les cellules cibles sont des cellules indifférenciées en divisions rapides ayant conservé une aptitude à la régénération de plantes entières. Ce type de cellules compose le cal embryogène (dit de type II) de maïs. Ces cals sont obtenus à partir d'embryons immatures de génotype Hill selon la méthode et sur les milieux décrits par ARMSTRONG (1994). Des fragments de tels cals d'une surface de 10 à 20 mm2 ont été disposés, 4 h avant bombardement, à raison de 16 fragments par boîte au centre d'une boîte de Pétri contenant un milieu de culture identique au milieu d'initiation, additionné de 0,2M de mannitol + 0,2 M de sorbitol. Les plasmides décrits dans les exemples précédents et portant les gènes à introduire, sont purifiés sur colonne QiagenRen suivant les instructions du fabricant. Ils sont ensuite précipités sur des particules de tungstène (M 10) en suivant le protocole décrit par KLEIN (1987). Les particules ainsi enrobées sont projetées vers les cellules cibles à l'aide du canon et selon le protocole décrit par J. FINER (1992). Les boîtes de cals ainsi bombardées sont ensuite scellées à l'aide de ScellofraisR puis cultivées à l'obscurité à 27°C. Le premier repiquage a lieu 24 h après, puis tous les quinze jours pendant 3 mois sur milieu identique au milieu d'initiation additionné d'un agent sélectif. On obtient après 3 mois ou parfois plus tôt, des cals dont la croissance n'est pas inhibée par l'agent sélectif, habituellement et majoritairement composés de cellules résultant de la division d'une cellule ayant intégré dans son patrimoine génétique une ou plusieurs copies du gène de sélection. La fréquence d'obtention de tels cals est d'environ 0,8 cal par boîte bombardée.Target cells are undifferentiated cells in rapid divisions which have retained the ability to regenerate whole plants. This type of cell makes up the embryogenic callus (called type II) of corn. These calluses are obtained from immature Hill genotype embryos according to the method and on the media described by ARMSTRONG (1994). Fragments of such calluses with an area of 10 to 20 mm 2 were placed, 4 h before bombardment, at the rate of 16 fragments per dish in the center of a Petri dish containing a culture medium identical to the initiation medium , supplemented with 0.2M mannitol + 0.2M sorbitol. The plasmids described in the previous examples and carrying the genes to be introduced are purified on a Qiagen R column according to the manufacturer's instructions. They are then precipitated on tungsten particles (M 10) following the protocol described by KLEIN (1987). The particles thus coated are projected towards the target cells using the cannon and according to the protocol described by J. FINER (1992). The callus boxes thus bombarded are then sealed using Scellofrais R and then grown in the dark at 27 ° C. The first subculture takes place 24 hours later, then every fortnight for 3 months on medium identical to the initiation medium added with a selective agent. Calls are obtained after 3 months or sometimes earlier, calluses whose growth is not inhibited by the selective agent, usually and mainly composed of cells resulting from the division of a cell having integrated into its genetic heritage one or more copies of the selection gene. The frequency of obtaining such calluses is approximately 0.8 cal per bombarded box.
Ces cals sont identifiés, individualisés, multipliés puis cultivés de façon à régénérer des plantules, en modifiant l'équilibre hormonal et osmotique des cellules selon la méthode décrite par VAIN et al. (1989). Ces plantes sont ensuite acclimatées en serre où elles peuvent être croisées pour l'obtention d'hybrides ou autofécondées.These calluses are identified, individualized, multiplied and then cultivated so as to regenerate seedlings, by modifying the hormonal and osmotic balance of the cells according to the method described by VAIN et al. (1989). These plants are then acclimatized in the greenhouse where they can be crossed to obtain hybrids or self-fertilized.
II. TRANSFORMATION PAR AGROBACTERIUMII. TRANSFORMATION BY AGROBACTERIUM
Une autre technique de transformation utilisable dans le cadre de l'invention utilise Agrobacterium tumefaciens, selon le protocole décrit par ISHIDA et al. (1996), notamment à partir d'embryons immatures de 10 jours après la fécondation. Tous les milieux utilisés sont référencés dans la référence citée. La transformation débute avec une phase de co- culture où les embryons immatures des plantes de maïs sont mis en contact pendant au moins 5 min avec Agrobacterium tumefaciens LBA 4404 contenant les vecteurs superbinaires. Le plasmide superbinaire est le résultat d'une recombinaison homologue entre un vecteur intermédiaire porteur de l'ADN-T contenant le gène d'intérêt et/ou le marqueur de sélection dérivé des plasmides décrits dans les exemples précédents, et le vecteur pSB1 de Japan Tobacco (EP 672 752) qui contient: les gènes virB et virG du plasmide pTiBo542 présent dans la souche supervirulente A281 d'Agrobacterium tumefaciens (ATCC 37349) et une région homologue retrouvée dans le vecteur intermédiaire permettant cette recombinaison homologue. Les embryons sont ensuite placés sur milieu LSAs pendant 3 jours à l'obscurité et à 25°C. Une première sélection est effectuée sur les cals transformés: les cals embryogènes sont transférés sur milieu LSD5 contenant dé la phosphinotricine à 5 mg/l et de la cefotaxime à 250 mg/l (élimination ou limitation de la contamination par Agrobacterium tumefaciens). Cette étape est menée 2 semaines à l'obscurité et à 25°C. La deuxième étape de sélection est réalisée par transfert des embryons qui se sont développés sur milieu LSD5, sur milieu LSD10 (phosphinotricine à 10 mg/l) en présence de cefotaxime, pendant 3 semaines dans les mêmes conditions que précédemment. La troisième étape de sélection consiste à exciser les cals de type I qui restent blancs (fragments de 1 à 2 mm) et à les transférer 3 semaines à l'obscurité et à 25°C sur milieu LSD 10 en présence de cefotaxime. La régénération des plantules est effectuée en excisant les cals de type I qui ont proliféré et. en les transférant sur milieu LSZ en présence de phosphinotricine à 5 mg/l et de cefotaxime pendant 2 semaines à 22°C et sous lumière continue.Another transformation technique which can be used in the context of the invention uses Agrobacterium tumefaciens, according to the protocol described by ISHIDA et al. (1996), in particular from immature embryos 10 days after fertilization. All the media used are referenced in the cited reference. The transformation begins with a coculture phase where the immature embryos of the corn plants are brought into contact for at least 5 min with Agrobacterium tumefaciens LBA 4404 containing the superbinary vectors. The superbinary plasmid is the result of homologous recombination between an intermediate vector carrying the T-DNA containing the gene of interest and / or the selection marker derived from the plasmids described in the previous examples, and the vector pSB1 from Japan. Tobacco (EP 672 752) which contains: the virB and virG genes of the plasmid pTiBo542 present in the supervirulent strain A281 of Agrobacterium tumefaciens (ATCC 37349) and a homologous region found in the intermediate vector allowing this homologous recombination. The embryos are then placed on LSAs medium for 3 days in the dark and at 25 ° C. A first selection is made on the transformed calluses: the embryogenic calluses are transferred to LSD5 medium containing phosphinotricin at 5 mg / l and cefotaxime at 250 mg / l (elimination or limitation of contamination by Agrobacterium tumefaciens). This stage is carried out for 2 weeks in the dark and at 25 ° C. The second selection step is carried out by transfer of the embryos which have developed on LSD5 medium, on LSD10 medium (phosphinotricin at 10 mg / l) in the presence of cefotaxime, for 3 weeks under the same conditions as above. The third selection step consists in excising the type I calluses which remain white (fragments of 1 to 2 mm) and in transferring them 3 weeks in the dark and at 25 ° C on LSD 10 medium in the presence of cefotaxime. The regeneration of the seedlings is carried out by excising the type I calluses which have proliferated and. by transferring them to LSZ medium in the presence of phosphinotricin at 5 mg / l and cefotaxime for 2 weeks at 22 ° C and under continuous light.
Les plantes ayant régénéré sont transférées sur milieu RM + G2 contenant 100 mg/l d'Augmentin pendant 2 semaines à 22°C et sous illumination continue pour l'étape de développement. Les plantes obtenues sont alors transférées au phytotron en vue de leur acclimatation. The plants which have regenerated are transferred to RM + G2 medium containing 100 mg / l of Augmentin for 2 weeks at 22 ° C. and under continuous illumination for the development stage. The plants obtained are then transferred to the phytotron for their acclimatization.
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Claims

Revendications claims
1. Utilisation d'un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN1 1 chez une plante pour induire ou augmenter, chez cette plante, une résistance à l'agression par un pathogène.1. Use of a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN1 1 polypeptide in a plant to induce or increase, in this plant, resistance to aggression by a pathogen.
2. Utilisation selon la revendication 1 , caractérisée en ce que l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN 11 comprend un polynucléotide codant pour le polypeptide AKIN11 choisi parmi les séquences SEQ ID N° 1 et 2 et leurs séquences homologues résultant de la dégénérescence du code génétique.2. Use according to claim 1, characterized in that the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide comprises a polynucleotide coding for the AKIN11 polypeptide chosen from the sequences SEQ ID N ° 1 and 2 and their homologous sequences resulting from the degeneration of the genetic code.
3. Utilisation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide3. Use according to one of claims 1 or 2, characterized in that the nucleic acid allowing the synthesis of the polypeptide
AKIN11 comprend un polynucléotide régulant l'expression du polynucléotide codant pour le polypeptide AKIN11 chez la plante.AKIN11 comprises a polynucleotide regulating the expression of the polynucleotide encoding the AKIN11 polypeptide in the plant.
4. Utilisation selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 code pour un polypeptide de fusion constitué du polypeptide AKIN11 fusionné avec un peptide signal permettant sa localisation dans un compartiment cellulaire donné ou sa sécrétion dans la paroi cellulaire.4. Use according to claim 3, characterized in that the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide codes for a fusion polypeptide consisting of the AKIN11 polypeptide fused with a signal peptide allowing its localization in a given cellular compartment or its secretion in the cell membran.
5. Utilisation selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le polynucléotide régulant l'expression du polynucléotide codant pour le polypeptide AKIN11 chez la plante est un promoteur constitutif.5. Use according to claim 3 or 4, characterized in that the polynucleotide regulating the expression of the polynucleotide encoding the AKIN11 polypeptide in the plant is a constitutive promoter.
6. Utilisation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le promoteur constitutif est choisi parmi le promoteur 35S du CaMV, le promoteur de l'actine du riz ou le promoteur pUbil du gène de l'ubiquitine 1 du maïs. 6. Use according to claim 5, characterized in that the constitutive promoter is chosen from the 35S CaMV promoter, the rice actin promoter or the pUbil promoter of the maize ubiquitin 1 gene.
7. Utilisation selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le polynucléotide régulant l'expression du polynucléotide codant pour le polypeptide AKIN11 chez la plante est un promoteur inductible.7. Use according to claim 3 or 4, characterized in that the polynucleotide regulating the expression of the polynucleotide encoding the AKIN11 polypeptide in the plant is an inducible promoter.
8. Utilisation selon la revendication 7, caractérisée en ce que le promoteur inductible est choisi parmi un promoteur inductible par des glucocorticoïdes ou un promoteur inductible par l'éthanol.8. Use according to claim 7, characterized in that the inducible promoter is chosen from a promoter inducible by glucocorticoids or a promoter inducible by ethanol.
9. Utilisation selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que le polynucléotide régulant l'expression du polynucléotide codant pour le polypeptide AKIN11 chez la plante est un promoteur spécifique de tissus.9. Use according to claim 3 or 4, characterized in that the polynucleotide regulating the expression of the polynucleotide encoding the AKIN11 polypeptide in the plant is a specific tissue promoter.
10. Utilisation selon la revendication 9, caractérisée en ce que le promoteur spécifique de tissus est choisi parmi le promoteur HMWG de blé ou d'orge, le promoteur pCRU du gène de la cruciférine de radis, le promoteur PGEA1 , le promoteur PGEA6, le promoteur du gène de la zéine de maïs, le promoteur de la napine, le promoteur de la phaseoline, le promoteur de la glutenine, le promoteur de l'héliantinine, le promoteur de l'albumine, le promoteur de l'oleosine, le promoteur de IΑTS1, le promoteur de IΑTS3.10. Use according to claim 9, characterized in that the tissue-specific promoter is chosen from the HMWG wheat or barley promoter, the pCRU promoter of the radish cruciferin gene, the PGEA1 promoter, the PGEA6 promoter, the corn zein gene promoter, napine promoter, phaseoline promoter, glutenin promoter, heliantinin promoter, albumin promoter, oleosin promoter, promoter of IΑTS1, the promoter of IΑTS3.
11. Utilisation selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 chez une plante comprend une séquence " leader " non traduite permettant d'augmenter la traduction de ce polypeptide chez la plante.11. Use according to one of claims 1 to 10, characterized in that the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide in a plant comprises an untranslated "leader" sequence allowing to increase the translation of this polypeptide in the plant .
12 Utilisation selon la revendication 11 caractérisée en ce que la séquence " leader " est choisie parmi le leader EMCV, le leader TEV, le leader BiP, le leader AMV RNA 4 et le leader de la mosaïque du virus du tabac. 12 Use according to claim 11 characterized in that the "leader" sequence is chosen from the leader EMCV, the leader TEV, the leader BiP, the leader AMV RNA 4 and the leader of the tobacco virus mosaic.
13 Utilisation selon l'une des revendications 1 à 12 caractérisée en ce que l'acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 chez une plante est inséré dans un vecteur d'expression.13 Use according to one of claims 1 to 12 characterized in that the nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN11 polypeptide in a plant is inserted into an expression vector.
14 Utilisation selon la revendication 13 caractérisée en ce que le vecteur d'expression est choisi parmi le vecteurs pBIN19, pBI101 , pBI121 , pEGFP, pCAMBIA 1302 et L127a5.14 Use according to claim 13 characterized in that the expression vector is chosen from the vectors pBIN19, pBI101, pBI121, pEGFP, pCAMBIA 1302 and L127a5.
15 Utilisation selon l'une des revendications 1 à 14 caractérisée en ce que la plante est choisie parmi les plantes de grande culture, les plantes potagères et les fleurs.15 Use according to one of claims 1 to 14 characterized in that the plant is chosen from field crops, vegetable plants and flowers.
16 Utilisation selon l'une des revendications 1 à 15 caractérisée en ce que le pathogène est une bactérie, un virus, un champignon ou un nématode.16 Use according to one of claims 1 to 15 characterized in that the pathogen is a bacterium, a virus, a fungus or a nematode.
17. Utilisation selon la revendication 16, caractérisée en ce que le pathogène est un pathogène nécrotrophe.17. Use according to claim 16, characterized in that the pathogen is a necrotrophic pathogen.
18. Cassette d'expression caractérisée en ce qu'elle comprend un promoteur choisi parmi les promoteurs définis dans les revendications 5 à 10, ledit promoteur contrôlant l'expression d'un polynucléotide permettant la synthèse du polypeptide Akin 11 de séquence SEQ ID N°1 ou SEQ ID N°3, ladite cassette d'expression comprenant aussi une séquence terminateur.18. Expression cassette characterized in that it comprises a promoter chosen from the promoters defined in claims 5 to 10, said promoter controlling the expression of a polynucleotide allowing the synthesis of the Akin 11 polypeptide of sequence SEQ ID No. 1 or SEQ ID No. 3, said expression cassette also comprising a terminator sequence.
19. Cassette d'expression caractérisée en ce qu'elle comprend un promoteur choisi parmi les promoteurs définis dans les revendications 5 à 10, ledit promoteur contrôlant l'expression d'un polynucléotide choisi parmi les séquences SEQ ID N°1 , SEQ ID N°2, SEQ ID N°3 ou SEQ ID N°4, ladite cassette d'expression comprenant aussi une séquence terminateur. 19. Expression cassette characterized in that it comprises a promoter chosen from the promoters defined in claims 5 to 10, said promoter controlling the expression of a polynucleotide chosen from the sequences SEQ ID No. 1, SEQ ID N ° 2, SEQ ID No.3 or SEQ ID No.4, said expression cassette also comprising a terminator sequence.
20. Procédé d'obtention d'une plante transformée possédant une résistance à un pathogène, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) transfecter une cellule hôte végétale avec un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN 11 chez une plante, ou avec un vecteur recombinant dans lequel a été introduit un tel acide nucléique; b) Régénération d'une plante entière à partir de la cellule hôte recombinante obtenue à l'étape a) ; c) Sélection des plantes obtenues à l'étape b) ayant intégré ledit acide nucléique.20. Method for obtaining a transformed plant possessing resistance to a pathogen, characterized in that it comprises the following steps: a) transfecting a plant host cell with a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide in a plant , or with a recombinant vector into which such a nucleic acid has been introduced; b) Regeneration of an entire plant from the recombinant host cell obtained in step a); c) Selection of the plants obtained in step b) having integrated said nucleic acid.
21. Procédé d'obtention d'une plante transformée possédant une résistance à un pathogène, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : a) obtention d'une cellule hôte d'Agrobacterium tumefaciens transformée avec un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN11 chez une plante ; ou avec Un vecteur recombinant dans lequel a été introduit un tel acide nucléique ; b) Transformation d'une plante d'intérêt par infection avec la cellule hôte recombinante obtenue à l'étape a) ; c) Sélection des plantes ayant intégré dans leur génome ledit acide nucléique.21. Process for obtaining a transformed plant possessing resistance to a pathogen, characterized in that it comprises the following stages: a) obtaining a host cell of Agrobacterium tumefaciens transformed with a nucleic acid allowing the synthesis of AKIN11 polypeptide in a plant; or with a recombinant vector into which such a nucleic acid has been introduced; b) Transformation of a plant of interest by infection with the recombinant host cell obtained in step a); c) Selection of plants which have integrated said nucleic acid into their genome.
22. Procédé d'obtention d'une plante transformée selon l'une quelconque des revendications 20 ou 21 , caractérisé en ce qu'il comporte les étapes additionnelles suivantes : d) croisement entre elles de deux plantes transgéniques telles qu'obtenues à l'étape c) ; e) sélection des plantes homozygotes pour le transgène.22. Method for obtaining a transformed plant according to any one of claims 20 or 21, characterized in that it comprises the following additional steps: d) crossing between them of two transgenic plants as obtained from step c); e) selection of plants homozygous for the transgene.
23. Procédé d'obtention d'une plante transformée selon l'une quelconque des revendications 20 ou 21 , caractérisé en ce qu'il comporte les étapes additionnelles suivantes : f) croisement d'une plante transgénique obtenue à l 'étape c) avec une plante de la même espèce ; g) sélection des plantes issues du croisement de l'étape d) ayant conservé le transgène. • 23. Method for obtaining a transformed plant according to any one of claims 20 or 21, characterized in that it comprises the following additional steps: f) crossing a transgenic plant obtained in step c) with a plant of the same species; g) selection of the plants resulting from the crossing of step d) having conserved the transgene. •
24. Procédé d'obtention d'une plante transformée selon l'une quelconque des revendications 20 ou 21 caractérisé en ce qu'il comporte lés étapes additionnelles suivantes:24. Method for obtaining a transformed plant according to any one of claims 20 or 21 characterized in that it comprises the following additional steps:
h) croisement d'une plante transformée obtenue à l'étape c) avec une plante d'une lignée à valeur agronomique de la même espèce; i) sélection des plantes issues du croisement de l'étape h) ayant conservé le transgène; j) rétrocroisement d'une plante transformée obtenue à l'étape i) avec la plante d'une lignée à valeur agronomique de la même espèce; k) répéter l'étape j) au moins deux fois;h) crossing a transformed plant obtained in step c) with a plant of an agronomic value line of the same species; i) selection of the plants resulting from the crossing of step h) having preserved the transgene; j) backcrossing of a transformed plant obtained in step i) with the plant of an agronomic value line of the same species; k) repeat step j) at least twice;
I) sélection des plantes issues des rétrocroisements de l'étape k) qui ont conservé le transgène et possèdent un fond génétique proche ou identique au fond génétique de la plante d'une lignée à valeur agronomique de la même espèce.I) selection of plants from backcrosses from step k) which have conserved the transgene and have a genetic background close to or identical to the genetic background of the plant of an agronomic value line of the same species.
25. Plante transformée selon le procédé selon l'une quelconque des revendications 20 à 24.25. Plant transformed according to the method according to any one of claims 20 to 24.
26. Plante résistante à un pathogène de végétal, caractérisée en ce qu'elle a été transformée avec un acide nucléique permettant la synthèse du polypeptide AKIN 11 chez cette plante.26. Plant resistant to a plant pathogen, characterized in that it has been transformed with a nucleic acid allowing the synthesis of the AKIN 11 polypeptide in this plant.
27. Partie d'une plante transformée selon l'une des revendications 25 ou 26.27. Part of a plant transformed according to one of claims 25 or 26.
28. Utilisation d'une sonde ou d'une amorce nucléotidique hybridant avec la séquence SEQ ID N°1 ou 2 pour détecter la présence d'un caractère de résistance à un pathogène chez une plante. 28. Use of a probe or a nucleotide primer hybridizing with the sequence SEQ ID No. 1 or 2 to detect the presence of a trait of resistance to a pathogen in a plant.
29. Utilisation d'un polynucléotide antisens hybridant avec l'acide nucléique de séquence SEQ ID N°2 pour moduler la résistance d'une plante à l'agression par un agent pathogène.29. Use of an antisense polynucleotide hybridizing with the nucleic acid of sequence SEQ ID No. 2 to modulate the resistance of a plant to aggression by a pathogenic agent.
30. Procédé pour induire ou augmenter la résistance d'une plante à un pathogène caractérisé en ce qu'il comporte une étape selon laquelle on met en contact ladite plante avec le polypeptide AK1 11.30. A method for inducing or increasing the resistance of a plant to a pathogen, characterized in that it comprises a step according to which said plant is brought into contact with the AK1 11 polypeptide.
31. Utilisation du polypeptide AKIN11 à titre de composé actif pour induire ou augmenter la résistance d'une plante à un pathogène.31. Use of the AKIN11 polypeptide as an active compound to induce or increase the resistance of a plant to a pathogen.
32. Polypeptide de fusion constitué du polypeptide AKIN11 fusionné avec un peptide signal permettant sa localisation ciblée dans un compartiment déterminé de la cellule végétale. 32. Fusion polypeptide consisting of the AKIN11 polypeptide fused with a signal peptide allowing its targeted localization in a determined compartment of the plant cell.
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