WO2018168016A1 - タバコ植物体とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)(a)ポリヌクレオチドもしくは(b)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(c)ポリヌクレオチドもしくは(d)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;
(2)(e)ポリヌクレオチドもしくは(f)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(g)ポリヌクレオチドもしくは(h)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;ならびに
(3)(i)ポリヌクレオチドもしくは(j)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(k)ポリヌクレオチドもしくは(l)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方
のうち少なくとも2遺伝子の機能抑制を引き起こす変異が、ゲノムに導入されており、
上記機能抑制が、1次わき芽の発達を抑制し、
上記(a)ポリヌクレオチドは、配列番号1に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(b)ポリヌクレオチドは、上記(a)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(c)ポリヌクレオチドは、配列番号2に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(d)ポリヌクレオチドは、上記(c)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(e)ポリヌクレオチドは、配列番号3に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(f)ポリヌクレオチドは、上記(e)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(g)ポリヌクレオチドは、配列番号4に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(h)ポリヌクレオチドは、上記(g)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(i)ポリヌクレオチドは、配列番号5に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(j)ポリヌクレオチドは、上記(i)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(k)ポリヌクレオチドは、配列番号6に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(l)ポリヌクレオチドは、上記(k)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドである、タバコ植物体である。
(1)(a)ポリヌクレオチドもしくは(b)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(c)ポリヌクレオチドもしくは(d)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;
(2)(e)ポリヌクレオチドもしくは(f)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(g)ポリヌクレオチドもしくは(h)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;ならびに
(3)(i)ポリヌクレオチドもしくは(j)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(k)ポリヌクレオチドもしくは(l)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方
のうち少なくとも2遺伝子の機能抑制を引き起こす変異を、タバコ植物体のゲノムに導入するステップを包含しており、
上記機能抑制が、1次わき芽の発達を抑制し、
上記(a)ポリヌクレオチドは、配列番号1に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(b)ポリヌクレオチドは、上記(a)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(c)ポリヌクレオチドは、配列番号2に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(d)ポリヌクレオチドは、上記(c)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(e)ポリヌクレオチドは、配列番号3に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(f)ポリヌクレオチドは、上記(e)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(g)ポリヌクレオチドは、配列番号4に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(h)ポリヌクレオチドは、上記(g)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(i)ポリヌクレオチドは、配列番号5に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(j)ポリヌクレオチドは、上記(i)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(k)ポリヌクレオチドは、配列番号6に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(l)ポリヌクレオチドは、上記(k)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドである、タバコ植物体の製造方法である。
タバコ植物体の一部を採取することによって、サンプルを入手する工程と、
当該サンプルに含まれているゲノムDNA上にある以下の(1)~(3)の遺伝子:
(1)(a)ポリヌクレオチドもしくは(b)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(c)ポリヌクレオチドもしくは(d)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;
(2)(e)ポリヌクレオチドもしくは(f)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(g)ポリヌクレオチドもしくは(h)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;ならびに
(3)(i)ポリヌクレオチドもしくは(j)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(k)ポリヌクレオチドもしくは(l)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方
のうち少なくとも2遺伝子の機能抑制を引き起こす変異をゲノムから検出する工程と、
上記変異が検出されたタバコ植物体を、1次わき芽の発達が抑制されているタバコ植物体として決定する工程とを包含しており、
上記(a)ポリヌクレオチドは、配列番号1に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(b)ポリヌクレオチドは、上記(a)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(c)ポリヌクレオチドは、配列番号2に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(d)ポリヌクレオチドは、上記(c)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(e)ポリヌクレオチドは、配列番号3に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(f)ポリヌクレオチドは、上記(e)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(g)ポリヌクレオチドは、配列番号4に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(h)ポリヌクレオチドは、上記(g)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(i)ポリヌクレオチドは、配列番号5に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(j)ポリヌクレオチドは、上記(i)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(k)ポリヌクレオチドは、配列番号6に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(l)ポリヌクレオチドは、上記(k)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドである、決定方法である。
本発明の一実施形態は、特定の3遺伝子のうち少なくとも2遺伝子の機能抑制を引き起こす変異が、ゲノムに導入されているタバコ植物体を提供する。ここで、上記機能抑制は、1次わき芽の発達を抑制する。
(1)(a)ポリヌクレオチドもしくは(b)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(c)ポリヌクレオチドもしくは(d)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;
(2)(e)ポリヌクレオチドもしくは(f)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(g)ポリヌクレオチドもしくは(h)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;ならびに
(3)(i)ポリヌクレオチドもしくは(j)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(k)ポリヌクレオチドもしくは(l)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方。
(前者)の遺伝子(Sゲノム上の遺伝子);
(後者)の遺伝子(Tゲノム上の遺伝子);ならびに
(前者)の遺伝子(Sゲノム上の遺伝子)、および(後者)の遺伝子(Tゲノム上の遺伝子)の組合せ。
NtLOM1:(Sゲノム)Sol Genomics Network (SOL) accession #Ntab-TN90-AYMY-SS11024、および(Tゲノム)Sol Genomics Network (SOL) accession #Ntab-TN90-AYMY-SS12340
NtLOM2:(Sゲノム)Sol Genomics Network (SOL) accession #Ntab-TN90-AYMY-SS9212、および(Tゲノム)Sol Genomics Network (SOL) accession #Ntab-TN90-AYMY-SS8
NtLOM3:(Sゲノム)Sol Genomics Network (SOL) accession #Ntab-TN90-AYMY-SS9212、および(Tゲノム)Sol Genomics Network (SOL) accession #Ntab-TN90-AYMY-SS8。
1つの局面において、本発明は、上述のタバコ植物体の製造方法を提供する。上記製造方法は、上述した3遺伝子のうち少なくとも2遺伝子の機能抑制を引き起こす変異を、当該タバコ植物体のゲノムに導入するステップを包含している。
(1)任意の変異導入手法(例えば、自然突然変異、変異原処理、遺伝子の組換え、ゲノム編集、遺伝子ノックアウトおよび形質転換、ならびこれらのあらゆる組合せなど)によって、上記変異体集団を生成する
(2)(1)によって生成されたタバコ変異体から、第1の遺伝子に変異を有している(または第1の遺伝子が破壊されている)第1のタバコ変異体を選抜する
(3)(1)および(2)を繰り返し、第2の遺伝子に変異を有している(または第2の遺伝子が破壊されている)第2のタバコ変異体を準備する
(4)第1および第2のタバコ植物体を交配する。
わき芽を制御する可能性がある遺伝子は、他植物における先行技術文献(例えば、遺伝子とわき芽の関係が確認された非特許文献)から選択し、その遺伝子の塩基配列及びアミノ酸配列の同一性を指標に、タバコから遺伝子を獲得することができる。例えば、公知のデータベースに登録されている配列に対して、blast(Basic Local Alignment Search Tool)による検索を行うことで、公知のタバコ遺伝子ないしは、タバコに近縁な植物種の遺伝子(例えば、トマト)の塩基配列、アミノ酸配列を入手することができる。公知の配列が部分長であった場合、既知の配列情報を利用して、一般的な方法、例えば、cDNAライブラリーからのスクリーニング、Race(Rapid amplification of cDNA ends)法により、全長cDNAを入手することができる。
ポリヌクレオチドの増幅はPCR(Polymerase Chain Reaction)法で行うことができるが、LCR(Ligase Chain Reaction)法やLAMP(Loop-Mediated Isothermal Amplification)法などで行ってもよい。
対象とする遺伝子の発現や機能を抑制した組換え体及び変異体を作製し、温室、人工気象室、網室または圃場で栽培することにより、遺伝子の効果を確認することができる。発生するわき芽の数や重量を、対照と比較することにより、わき芽の発生、発達に対する効果が確認できる。わき芽の数や重量は心止めを行わないで行ってもよいが、好ましくは心止めにより脱休眠させてわき芽の発達を促進させて行う。わき芽の数や重量の調査はいずれかの時期に1回行ってもよいし、複数回行ってもよい。複数回調査する場合は、間隔を置いて、調査することが好ましい。例えば、週に1回、1次わき芽の数を数え、それらを採取して重量を調査する方法で行うことができる。
本発明の他の局面は、1次わき芽の発達が抑制されているタバコ植物体の決定方法を提供する。1次わき芽の抑制は、タバコ植物体における、上述した少なくとも2遺伝子の機能抑制を引き起こす変異を導入することによって生じる。ここで、当該機能抑制は、1次わき芽の発達を抑制する。つまり、上記決定方法は、タバコ植物体の製造方法などに利用される。したがって、当該決定方法の詳細は、タバコ植物体およびその製造方法に関するこれまでの項目を参照すればよい。
本発明の他の局面は、これまでの項目に述べた任意の局面に利用され得る、単離されている核酸分子を提供する。当該核酸分子の具体例としては、以下の(1)~(6)の単離された核酸分子:
(1)配列番号1に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしている(a)ポリヌクレオチド、もしくは当該(a)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的な(b)ポリヌクレオチドを含んでいる、核酸分子;
(2)配列番号2に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしている(c)ポリヌクレオチド、もしくは当該(c)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的な(d)ポリヌクレオチドを含んでいる、核酸分子;
(3)配列番号3に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしている(e)ポリヌクレオチド、もしくは当該(e)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的な(f)ポリヌクレオチドを含んでいる、核酸分子;
(4)配列番号4に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしている(g)ポリヌクレオチド、もしくは当該(g)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的な(h)ポリヌクレオチドを含んでいる、核酸分子;
(5)配列番号5に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしている(i)ポリヌクレオチド、もしくは当該(i)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的な(j)ポリヌクレオチドを含んでいる、核酸分子;および
(6)配列番号6に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有している(k)ポリヌクレオチド、もしくは当該(k)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的な(l)ポリヌクレオチドを含んでいる、核酸分子が挙げられる。
以上の各実施形態をまとめると、本発明は、以下のように要約され得る。
(1)(a)ポリヌクレオチドもしくは(b)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(c)ポリヌクレオチドもしくは(d)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;
(2)(e)ポリヌクレオチドもしくは(f)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(g)ポリヌクレオチドもしくは(h)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;ならびに
(3)(i)ポリヌクレオチドもしくは(j)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(k)ポリヌクレオチドもしくは(l)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方
のうち少なくとも2遺伝子の機能抑制を引き起こす変異が、ゲノムに導入されており、
上記機能抑制が、1次わき芽の発達を抑制し、
上記(a)ポリヌクレオチドは、配列番号1に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(b)ポリヌクレオチドは、上記(a)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(c)ポリヌクレオチドは、配列番号2に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(d)ポリヌクレオチドは、上記(c)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(e)ポリヌクレオチドは、配列番号3に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(f)ポリヌクレオチドは、上記(e)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(g)ポリヌクレオチドは、配列番号4に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(h)ポリヌクレオチドは、上記(g)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(i)ポリヌクレオチドは、配列番号5に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(j)ポリヌクレオチドは、上記(i)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(k)ポリヌクレオチドは、配列番号6に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(l)ポリヌクレオチドは、上記(k)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドである、タバコ植物体。
(1)~(3)の遺伝子:
(1)(a)ポリヌクレオチドもしくは(b)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(c)ポリヌクレオチドもしくは(d)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;
(2)(e)ポリヌクレオチドもしくは(f)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(g)ポリヌクレオチドもしくは(h)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;ならびに
(3)(i)ポリヌクレオチドもしくは(j)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(k)ポリヌクレオチドもしくは(l)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方
のうち少なくとも2遺伝子の機能抑制を引き起こす変異を、タバコ植物体のゲノムに導入するステップを包含しており、
上記機能抑制が、1次わき芽の発達を抑制し、
上記(a)ポリヌクレオチドは、配列番号1に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(b)ポリヌクレオチドは、上記(a)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(c)ポリヌクレオチドは、配列番号2に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(d)ポリヌクレオチドは、上記(c)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(e)ポリヌクレオチドは、配列番号3に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(f)ポリヌクレオチドは、上記(e)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(g)ポリヌクレオチドは、配列番号4に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(h)ポリヌクレオチドは、上記(g)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(i)ポリヌクレオチドは、配列番号5に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(j)ポリヌクレオチドは、上記(i)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(k)ポリヌクレオチドは、配列番号6に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(l)ポリヌクレオチドは、上記(k)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドである、タバコ植物体の製造方法。
タバコ植物体の一部を採取することによって、サンプルを入手する工程と、
当該サンプルに含まれているゲノムDNA上にある以下の(1)~(3)の遺伝子:
(1)(a)ポリヌクレオチドもしくは(b)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(c)ポリヌクレオチドもしくは(d)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;
(2)(e)ポリヌクレオチドもしくは(f)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(g)ポリヌクレオチドもしくは(h)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;ならびに
(3)(i)ポリヌクレオチドもしくは(j)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(k)ポリヌクレオチドもしくは(l)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方
のうち少なくとも2遺伝子の機能抑制を引き起こす変異をゲノムから検出する工程と、
上記変異が検出されたタバコ植物体を、1次わき芽の発達が抑制されているタバコ植物体として決定する工程とを包含しており、
上記(a)ポリヌクレオチドは、配列番号1に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(b)ポリヌクレオチドは、上記(a)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(c)ポリヌクレオチドは、配列番号2に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(d)ポリヌクレオチドは、上記(c)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(e)ポリヌクレオチドは、配列番号3に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(f)ポリヌクレオチドは、上記(e)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(g)ポリヌクレオチドは、配列番号4に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(h)ポリヌクレオチドは、上記(g)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(i)ポリヌクレオチドは、配列番号5に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(j)ポリヌクレオチドは、上記(i)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(k)ポリヌクレオチドは、配列番号6に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(l)ポリヌクレオチドは、上記(k)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドである、決定方法。
(a)blast解析
シロイヌナズナのLOM1遺伝子のアミノ酸配列をクエリ配列として、NCBIのウェブページ(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)においてtblastnを行った結果、ニコチアナ・シルベストリス、トメントシフォルミスの各ゲノム配列データベース(whole genome shotgun contigs (wgs))から54%のアミノ酸同一性を有する2つの遺伝子配列(ASAF01021035, ASAG01097213)、および41%のアミノ酸同一性を有する2つの遺伝子配列(ASAF01015857, ASAG01076972)が得られた。一方で、cDNAライブラリー(SR-1のわき芽に由来)のEST(Expressed Sequence Tag)解析結果に対するtblastnからも同様な配列を得た。
total RNAを次のように抽出した。RNAlater(Ambion)にタバコ(SR-1)の茎頂、芽生えおよびわき芽のそれぞれを浸漬し、冷凍保存した。これらを融解させ、これに20μlの1MのDTTを加えた0.5mlのRTLバッファー(QIAGEN)を加えた。混合物を、マルチビーズショッカー(安井器械)を用いて摩砕(2500rpm、1分間)した。摩砕後の懸濁物を遠心分離(15000rpm、10分間)することによって得た上澄から、マグトレーション(プレジションシステムサイエンス)またはRNeasy Kit(QIAGEN)を用いて、DNaseありの条件においてtotal RNAを精製した。
・PrimeScript II 1st strand cDNA Synthesis Kit(タカラバイオ)
・PrimeScript RT reagent kit with gDNA Eraser(タカラバイオ)。
(1st PCR)
98℃で10秒および72℃で10秒を1サイクルとして、5サイクル
98℃で10秒、70℃で5秒および72℃で5秒を1サイクルとして、5サイクル
98℃で10秒、60℃で5秒および72℃で5秒を1サイクルとして、25サイクル
(nested PCR)
98℃で10秒、55℃で5秒および72℃で5秒を1サイクルとして、25サイクル。
(NtLOM1)
LOM1_5R-1:ACCCATCCAAGACCTCAAGCAGGGCT
LOM_5R-nest1:TGATTGAGCCGCGCCAATATC
(NtLOM2および3)
LOM2_5R-1:GGCCTTATAAGCATCCATCTTAAGCACAC
LOM_5R-nest1:TGATTGAGCCGCGCCAATATC。
98℃で10秒、55℃で5秒および72℃で10秒*を1サイクルとして、30~40サイクル
72℃で10秒
*72℃の伸長反応は、増幅断片の長さ1kbにつき10秒に設定した。
94℃で30秒
98℃で10秒、55℃で15秒、68℃で60秒*を1サイクルとして30~40サイクル
68℃で60秒
*68℃の伸長反応は、増幅断片の長さ1kbにつき60秒に設定した。
NtLOM1
Sゲノム遺伝子
LOM1_RT-F1:AGAAAGAAGTCATTTTGTGGACTG
LOM1-1_RT-R1:GAATGTTGGATTGTTCACCG
Tゲノム遺伝子
LOM1_RT-F1:AGAAAGAAGTCATTTTGTGGACTG
LOM1-2_RT-R1:GTTTGATTGTTCTTATAACACCGA
NtLOM2
Sゲノム遺伝子
LOM2_RT-F1:CTATGTTCAGATGATTGTAATACCTCA
LOM2_RT-R1:ACACATAAGGAGAAAATGACGC
NtLOM2-2-1_F1:TTCAGATGATTGTAATACCTCAAAGT
NtLOM2-2-1_R1:AACACACTGATATTTAAACAGGGA
Tゲノム遺伝子
NtLOM2-1-1_F1:TTTGTAGTGGGTTTAGCTGATTT
NtLOM2-1-1_R1:ACACATACGGAGAAAATGACATAG
NtLOM3
Sゲノム遺伝子
LOM2_RT-F1:CTATGTTCAGATGATTGTAATACCTCA
LOM2_RT-R2:ACAGGCAATAGTGGAGGTGATA
NtLOM2-2-2_F1:ACCTCAATGTATTCCTAAATCCTAAC
NtLOM2-2-2_R1:TCTGTTTACACGTAGGAATGCTT
Tゲノム遺伝子
NtLOM2-1-2_F1:CTATGTTCAGATGATTGTAATACCTC
NtLOM2-1-2_R1:ATGCTGAAAGATACTACGCAGATT。
(c)ゲノムDNA断片の調製およびLOM遺伝子の単離
ゲノムDNA断片を、簡易抽出法またはCTAB法にしたがって、タバコ(SR-1)の葉から抽出した。CTAB法は、公知の手法なので詳述を省く。簡易抽出法を次の手順の通りに行った。0.3~0.5mlの抽出バッファー(0.2MのTris-HCl pH8.0、0.4MのNaCl、25mMのEDTA、0.5%のSDS)に入れた葉片を、マルチビーズショッカー(安井器械)を用いて摩砕(2500rpm、1分間)した。摩砕後の懸濁物から上澄を取り、エタノール沈殿によって上澄からゲノムDNA断片を精製した。
NtLOM1
Sゲノム遺伝子
LOM1_RT-F1:AGAAAGAAGTCATTTTGTGGACTG
LOM1-1_RT-R1:GAATGTTGGATTGTTCACCG
Tゲノム遺伝子
LOM1_RT-F1:AGAAAGAAGTCATTTTGTGGACTG
LOM1-2_RT-R1:GTTTGATTGTTCTTATAACACCGA
NtLOM2
Sゲノム遺伝子
NtLOM2-2-1_F1:TTCAGATGATTGTAATACCTCAAAGT
NtLOM2-2-1_R1:AACACACTGATATTTAAACAGGGA
Tゲノム遺伝子
NtLOM2-1-1_F1:TTTGTAGTGGGTTTAGCTGATTT
NtLOM2-1-1_R1:ACACATACGGAGAAAATGACATAG
NtLOM3
Sゲノム遺伝子
NtLOM2-2-2_F1:ACCTCAATGTATTCCTAAATCCTAAC
NtLOM2-2-2_R1:TCTGTTTACACGTAGGAATGCTT
Tゲノム遺伝子
NtLOM2-1-2_F1:CTATGTTCAGATGATTGTAATACCTC
NtLOM2-1-2_R1:ATGCTGAAAGATACTACGCAGATT。
上記3遺伝子を増幅させたPCR産物のそれぞれを、Zero Blunt TOPO PCR Cloning Kit for Sequencing Kit(ライフテクノロジー)を用いてクローニングした。なお、当該PCR産物を、アガロースゲル電気泳動およびMiniEluteカラム(QIAGEN)を組み合わせた一般的な手法によって、必要に応じて、クローニング前に精製した。クローニングしたDNAそれぞれの塩基配列を、BigDye(登録商標) Terminator v3.1 Cycle Sequencing Kit(ABI)を用いて、キャピラリーシーケンサー3730xl DNA Analyzer(ABI)にかけて決定した。シーケンスプライマーは配列情報から適宜設計して使用した。
以上の遺伝子の単離および配列解析から決定された3つの候補遺伝子を、NtLOM1~3と名付けた。
NtLOM1~3の機能抑制が、タバコ植物体のわき芽発達に与える影響を調べるために、NtLOM1~3が発現抑制されている組換えタバコ植物体(以下では単に組換え体と記載する)、およびNtLOM1~3の構造遺伝子に変異を導入したタバコ植物体(以下では単に変異体と記載する)を作製した。
(a)形質転換の準備
組換え体の作製のために、まず形質転換用のベクターを、以下のように準備した。
(PCR条件)
94℃で30秒
98℃で10秒、55℃で5秒、および72℃で10秒を1サイクルとして、30~40サイクル
72℃で10秒
(RNAiトリガー配列(1)用のプライマー)
LOM2_Tr_F1:CACCTCCAATCAAGCTATTCTTG
LOM2_Tr_R1:GTATCTCATAATATTGGAGGGCGT
(RNAiトリガー配列(2)用のプライマー)
LOM1_Tr_F1:CACCAGCTATTCAAAGCTGCAG
LOM1_Tr_R1:AACTTTCTCTAGTGAGTCCAAGCTC
(RNAiトリガー配列(3)用のプライマー)
D-NsSCL22_F1:CACCCCTAGCAGGAGCAAAAGGG
NsSCL22_R3:ATGGCTGCAGCTCAGTAACC
(RNAiトリガー配列(1))
CACCTCCAATCAAGCTATTCTTGAAGCTCTTGGGGATGCCAAGCAAATTCACATAATAGATTTTGACATTGGCTGTGGTGCTCAATGGTCCTCATTTATGCAAGAACTCCCGAGCAGCAATAGAAAGGCAACTTCTCTAAAGATTACTGCCTTTGTATCTCCTTCAACCCACCACTCCGTTGAGATTGGCATCATGCACGAAAGTTTAACGCTGTTTGCTAATGATGTGGGAATCAGATTTGAGCTGGAAGTTATTAACTTGGATTCCTTTGACCCTAAGACTTATCCCTTATCCTCCTTGAGGTCATCTGAGTGTGAGGCTATTGCTATTAATTTCCCCATCTGGTCTATTTCAAGTTGTCTATTTGCATTTCCTTCACTTCTTCACTGTATGAAGCAGCTTTCACCAAAAGTTGTTGTATCATTGGAACGTGGATGTGAACGTACTGAACTCCCCTTAAAGCATCACCTCCTCCACGCCCTCCAATATTATGAGATAC
(RNAiトリガー配列(2))
cACCAGCTATTCAAAGCTGCAGAGCTGGTCCAGACAGGGAATCCAGTACTCGCGCAAGGGATATTGGCGCGGCTCAATCACCAGCTCTCTCCAATTGGTAAGCCTTTCTATAGGGCTGCTTTTTATTGCAAGGAAGCTTTACAATTGCTACTTCATACCAACACCAACAACTTGAACAACCCCTCTATACCATCTTCTTCACCTTTTAATCTCATCTTCAAGATTGGTGCCTATAAGTCCTTCTCTGAGATCTCACCAGTTGCACAGTTTGCTAATTTCACTTGTAACCAAGCCCTGCTTGAGGTCTTGGATGGGTTTGAAAGAATTCATATTGTTGATTTTGATATCGGCTATGGCAGGCAATGGGCTTCTCTTATGCAAGAGCTTGCCTTGAGAAGTGGTGGCGCACCTACCCTGAAAATAACTGCATTGGCCTCACCCTCCACACATGACCAACTAGAGCTTGGACTCACTAGAGAAAGTT
(RNAiトリガー配列(3))
caccCCTAGCAGGAGCAAAAGGGGTACTTGGTGTTTCAGGTTATGTACCTTCAATTTCTTCTTCACCAGAAGCAGCAATTTGTAATAAAGGTTTAAACTTTACAAGAAACGAATCTGTCTCAGTGTTGGATGCAAGAAGTCCTAGTCCTTCAGCTTCATCTTCCTCGTGTTCTTATGGTGGACAATATGCTGGAAATAATGGAGTTCCCGGCGCCGGAGCTGGAAAAATTGACGGCCGGAAAGAGGAGTTGGTTACTGAGCTGCAGCCAT
5’末端の小文字のc(2)またはcacc(3)を、ベクター構築のために人為的に付加した。
以下に説明する通りに、一般的な方法にしたがって、タバコ(品種:SR-1)の形質転換を行った。形質転換された上記アグロバクテリウムをタバコ葉の切片に感染させ、カナマイシンを含んでいるLinsmaier and Skoog培地において培養することによって得られたカルスからカナマイシン耐性の再分化個体を得た。これらの再分化個体から、葉全体におけるGFPに基づく強い蛍光、およびスペーサ部分(PPDKイントロン)の高発現が確認された個体を選抜した。選抜した個体(T0個体)を、3号鉢に移植し、23~25℃の閉鎖系温室において一定条件のもとに栽培した。T0個体を自殖させて、T1種子を採種した。
まず、T1種子をLinsmaier and Skoog培地に無菌的に播種し、芽生えのGFPに基づく蛍光を観察した。観察結果に基づいて、形質転換の結果としてホモ接合型の変異を有している個体(単に「ホモ」と記載する)、および変異を有していない個体(単に「ヌル」)と記載する)と推定される個体をそれぞれ選抜した。
(NtLOM2および3(共通))
NtLOM2、3共通(図2)
LOM2-1-F:CGAGAAGCGCCAGACGTCA
LOM2-1-R:TGTTGTTGTTAAAAGAAAGAGTCATCA
LOM2-1-P:AGCAGCAGGAACTCTTGTCAGCTTTGTCTT
NtLOM2(図3、4、10)
Sゲノム遺伝子
NtLOM2_S-F:CCCATCAGTTAGCTTGAAACAAC
NtLOM2_S-R:TTATTTGAGTCAATGACAACAGAACC
NtLOM2_S-P:AAGAACCTGCAACTGAAACTCCACAACCCA
Tゲノム遺伝子
NtLOM2_T-F:CCCATCAGTCAGCTTGAAACAA
NtLOM2_T-R:TGTTTGAGTCTATGACAGCATAACC
NtLOM2_T-P:AGAACCTGCCACTGAAACTCCACCACCC
NtLOM3(図3、4、10)
Sゲノム遺伝子
NtLOM3_S-F:CTTAAGCGCACTATTGCCTGAG
NtLOM3_S-R:CCTCAAGCTTAGGTACAATTAATGGT
NtLOM3_S-P:CTTGCTGCCGCGTTTGTCCCAATG
Tゲノム遺伝子
NtLOM3_T-F:GCTTAAGTGCTCTATTGCCTGAA
NtLOM3_T-R:TCAAGCTTAGGTACAATTAATGGCT
NtLOM3_T-P:CTTGCTGCCGCATTTGTCCCAATGG
(NtLOM1)
S、Tゲノム共通(図1)
LOM1-F:CTACCATTTCCAAACCATGTAATTCAA
LOM1-R:CTCTCAATTCTTGGTTGGAGCA
LOM1-P:CTCAAACCTTCTTGAGTCGTTAGATGCCGT。
NtLOM2および3に関するT1個体(ヌルおよびホモ)を、T1種子を採種したときと同様に自殖させて、T2種子を採種した。T2種子を(c)に記載の通りに生育させ、かつNtLOM2および3の発現レベルを決定した。その結果を図3および4に示す。図3および4において、図1および2と同様にヌルの発現レベルを1に設定した。図3は、SおよびTゲノムに分けて、各遺伝子の発現レベルを決定した結果を示す図であり、図4は、図3の結果を各遺伝子にまとめた結果に対応する。図3に示す通り、SおよびTゲノムにおいて発現レベルに差はあったものの、図4に示す通り、総計としては、ヌルの発現レベルの1/2以下の発現レベルを示していた。このT2個体(2遺伝子抑制組換え体)の種子を、実施例のわき芽評価試験に供した。
CRISPR/Cas9 systemを利用して、NtLOM1~3に変異を導入した変異体を以下のように作製した。
アグロバクテリウムを形質転換するベクターとして、バイナリベクターpRI-201-AN(タカラバイオ)を用いた。pRI-201-ANのNdeI-SalI間に、植物用にコドン最適化されたpcoCas9(参考文献1)を、KpnI-BamHI間にsgRNA発現カセットを導入した。ガイド配列GN20GG用のプロモータとしてAtU6-1(参考文献2)、およびscaffold-polyT配列として参考文献2に報告されている配列を用いた。つまり、3’末端のPAM配列(NGG)を除いたガイド配列が、プロモータおよびscaffold-polyT配列の間に挿入されているsgRNA発現カセットを設計した。5’末端にKpnIサイトおよび3’末端にBamHIサイトが付加されているsgRNA発現カセットを、ライフテクノロジーのGeneArt(登録商標) Strings(商標) DNA Fragmentsから合成を委託した。5’末端にNdeIサイトおよび3’末端にSalIサイトが付加されているCas9の人工合成を、タカラバイオに委託して、当該Cas9を入手した。
播種10日目のタバコ(品種:SR-1)から採取した子葉片を、上述の通りに得られた形質転換されたアグロバクテリウムと、3日にわたって共存培養した。それから、抗菌剤(セフォタキシム)を含んでいる蒸留水を用いて、子葉片を洗浄することによって、アグロバクテリウムを子葉片から除去した。洗浄後の子葉片を、抗菌剤を含んでいるLinsmaier and Skoog培地において4日にわたって培養することによって、アグロバクテリウムを完全に除去した。それから、子葉片を、抗生物質(カナマイシン)を含んでいるLinsmaier and Skoog培地に移して培養し、カナマイシン耐性の再分化個体(シュート)を得た。シュートを、Linsmaier and Skoog発根培地に移して発根させた。発根した個体を、移植用土(堆肥:40L、原野土:30L、赤玉(小):10L、赤玉(中):10L、バーミキュライト:10L、肥料(S625):1000g)の入った3号鉢に移植し、生育させた。
生育させたタバコ形質転換体の葉から抽出したゲノムDNAを鋳型にして、Tks Gflex(商標) DNA polymerase(タカラバイオ)を用いてPCRを行った。PCRにおける反応条件およびプライマーの組合せは以下の通りである。
(反応条件)
94℃で30~60秒
98℃で10秒、55℃で15秒、68℃で30~60秒*を1サイクルとして30~40サイクル
68℃で60秒
(プライマー)
NtLOM2_G2を用いた変異体における変異配列確認
NtLOM2
Sゲノム遺伝子
NtLOM2_S_Fw:CCTAGCAGGAGCAAAAGGG
NtLOM2_S_Rv:TCTATTATTTGAGTCAATGACAACAG
Tゲノム遺伝子
NtLOM2_T_Fw:CAACCTAGCAGTAGCAAAAGGA
NtLOM2_T_Rv:TCTGTTGTTTGAGTCTATGACAGCAT
NtLOM3_G2を用いた変異体における変異配列確認
NtLOM3
Sゲノム遺伝子
NtLOM3_S_Fw:ACCTCAATGTATTCCTAAATCCTAACACCTAAAG
NtLOM3_S_Rv:GGGCTGTTCTTGAGTTACATCATAAG
Tゲノム遺伝子
NtLOM3_T_Fw:CCTCAAAGTTTTCCTAAATTCTAACGCCTAAC
NtLOM3_T_Rv:GGGCTGTTCTTGACTTATATCATATG
NtLOM2-3_G1を用いた変異体における変異配列確認
NtLOM2
Sゲノム遺伝子
NtLOM2-3_2_S_Fw2:GTCCACAAATAATGACAAACCAACA
NtLOM2-3_2_S_Rv2:GAAAGCTGCTTCATACGTGAAGAA
Tゲノム遺伝子
NtLOM2-3_2_T_Fw2:GTCCACAAATAGTGGCAAACCAAAC
NtLOM2-3_2_T_Rv2:CTCCTCAGCACCTCCAAGAC
NtLOM3
Sゲノム遺伝子
NtLOM2-3_3_S_Fw2:TATGTTAGGCTCATTATCTTATGATGTAAC
NtLOM2-3_3_S_Rv3:GGCAAAAGGAAAGGCAATAGC
Tゲノム遺伝子
NtLOM2-3_3_T_Fw2:CATGTTAGGCTCATTATCATATGATATAAG
NtLOM2-3_3_T_Rv3:GGCAAAAGGAAAGGTAACTGC。
SおよびTゲノムのNtLOM2、またはSおよびTゲノムのNtLOM3に変異(1塩基以上の欠失または挿入)を有しているT0世代の個体をそれぞれ、自殖させ、かつ採種することによって、T1系統を得た。T1系統の個体における遺伝子の変異の有無を、(c)と同様にして確認した。確認した結果から、SおよびTゲノムの両方に遺伝子の変異を有しているT1系統の個体を自殖することによって、NtLOM2または3が、SおよびTゲノムの両方において変異を有しているT2系統の個体(1遺伝子変異体)を得た。当該1遺伝子変異体を、後述の比較例に示す試験に供した。
(1)6G2-29A-31
Sゲノム:WTが626アミノ酸からなるのに対し、72から91番目のアミノ酸までの20アミノ酸が欠失し、92番目のアラニンがアスパラギンに置換し、93~626番目まで同一のポリペプチドが生成される。
Tゲノム:WTが624アミノ酸からなるのに対し、90アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない3アミノ酸(QVL)が付加されたポリペプチドが生成される。
(2)6G2-29A-55
Sゲノム:WTが626アミノ酸からなるのに対し、72から91番目のアミノ酸までの20アミノ酸が欠失し、92番目のアラニンがアスパラギンに置換し、93~626番目まで同一のポリペプチドが生成される。
Tゲノム:WTが624アミノ酸からなるのに対し、90アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない8アミノ酸(CRFFSSYR)が付加されたポリペプチドが生成される。
(3)6G2-65-1
Sゲノム:WTが626アミノ酸からなるのに対し、91アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない8アミノ酸(CRFFSSYR)が付加されたポリペプチドが生成される。
Tゲノム:WTが624アミノ酸からなるのに対し、90番目のアラニンが欠失した623アミノ酸からなるポリペプチドが生成される。
22G2-58-26
Sゲノム:WTが714アミノ酸からなるのに対し、83アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない58アミノ酸(MAGKRSWLLSCSHFHLSWSQKNLILDLGIWIICCRNLPAPTRPFSGGSPAIWRTHQLA)が付加されたポリペプチドが生成される。
Tゲノム:WTが714アミノ酸からなるのに対し、85アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない18アミノ酸(NCVNRLEIMSIVLITYNL)が付加されたポリペプチドが生成される。
(1)G1-179-2
NtLOM2における変異
Sゲノム:WTが714アミノ酸からなるのに対し、361番目のロイシンが欠失した713アミノ酸からなるポリペプチドが生成される。
Tゲノム:WTが714アミノ酸からなるのに対し、362アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない9アミノ酸(RPDISQTRK)が付加されたポリペプチドが生成される。NtLOM3における変異
Sゲノム:WTが626アミノ酸からなるのに対し、275アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない57アミノ酸(GRTILKRANDIGAAQSTALSPWQTLQEVCFLLQRGSAIAFPFALYIHIFSTKNSHAI)が付加されたポリペプチドが生成される。
Tゲノム:WTが624アミノ酸からなるのに対し、272アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない9アミノ酸(RPDNSQTRK)が付加されたポリペプチドが生成される。(2)G1-179-17
NtLOM2における変異
Sゲノム:WTが714アミノ酸からなるのに対し、361番目のロイシンが欠失した713アミノ酸からなるポリペプチド、および、362番目まで同一のアミノ酸に加えて関係のない57アミノ酸(GRTFLKRANDIGAAQSTALSHWQTLQEGCFLLQRGSAVTFPFALYIHIFSTKNSHPI)が付加したポリペプチドが生成される。
Tゲノム:WTが714アミノ酸からなるのに対し、362アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない9アミノ酸(RPDISQTRK)が付加されたポリペプチドが生成される。NtLOM3における変異
Sゲノム:WTが626アミノ酸からなるのに対し、275アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない57アミノ酸(GRTILKRANDIGAAQSTALSPWQTLQEVCFLLQRGSAIAFPFALYIHIFSTKNSHAI)が付加されたポリペプチドが生成される。
Tゲノム:WTが624アミノ酸からなるのに対し、272アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない9アミノ酸(RPDNSQTRK)が付加されたポリペプチドが生成される。(3)G1-179-26
NtLOM2における変異
Sゲノム:WTが714アミノ酸からなるのに対し、362番目まで同一のアミノ酸に加えて関係のない57アミノ酸(GRTFLKRANDIGAAQSTALSHWQTLQEGCFLLQRGSAVTFPFALYIHIFSTKNSHPI)が付加したポリペプチドが生成される。
Tゲノム:WTが714アミノ酸からなるのに対し、362アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない9アミノ酸(RPDISQTRK)が付加されたポリペプチドが生成される。NtLOM3における変異
Sゲノム:WTが626アミノ酸からなるのに対し、275アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない57アミノ酸(GRTILKRANDIGAAQSTALSPWQTLQEVCFLLQRGSAIAFPFALYIHIFSTKNSHAI)が付加されたポリペプチドが生成される。
Tゲノム:WTが624アミノ酸からなるのに対し、272アミノ酸まで同一アミノ酸に加えて、関係のない9アミノ酸(RPDNSQTRK)が付加されたポリペプチドが生成される。
上記変異体および組換え体のわき芽発達を、以下のように評価した。
項目3.の記載と同様に、2種類の、1遺伝子の発現抑制組換え体(3個体)および2種類の1遺伝子変異体(計4固体)のわき芽発達を評価した。その結果を、図7~9に示す。図7および9に示すように、1遺伝子の機能抑制(発現抑制および変異)は、1次わき芽発達を抑制しなかった。図8に示すように、NtLOM2遺伝子に変異を導入した1遺伝子変異体において、平均すると1次わき芽の重量が約半数に減少しているように認められた(SR-1との有意差はなし)。この結果を追認するために、変異体ではなく、1遺伝子(NtLOM2)の発現抑制組換え体を上述の通りに作製した。
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Claims (24)
- (1)~(3)の遺伝子:
(1)(a)ポリヌクレオチドもしくは(b)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(c)ポリヌクレオチドもしくは(d)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;
(2)(e)ポリヌクレオチドもしくは(f)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(g)ポリヌクレオチドもしくは(h)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;ならびに
(3)(i)ポリヌクレオチドもしくは(j)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(k)ポリヌクレオチドもしくは(l)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方
のうち少なくとも2遺伝子の機能抑制を引き起こす変異が、ゲノムに導入されており、
上記機能抑制が、1次わき芽の発達を抑制し、
上記(a)ポリヌクレオチドは、配列番号1に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(b)ポリヌクレオチドは、上記(a)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(c)ポリヌクレオチドは、配列番号2に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(d)ポリヌクレオチドは、上記(c)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(e)ポリヌクレオチドは、配列番号3に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(f)ポリヌクレオチドは、上記(e)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(g)ポリヌクレオチドは、配列番号4に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(h)ポリヌクレオチドは、上記(g)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(i)ポリヌクレオチドは、配列番号5に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(j)ポリヌクレオチドは、上記(i)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(k)ポリヌクレオチドは、配列番号6に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(l)ポリヌクレオチドは、上記(k)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドである、タバコ植物体。 - 上記機能抑制が、上記1次わき芽の数または重量を、野生株植物と比べて1/2以下に減少させる、請求項1に記載のタバコ植物体。
- 上記機能抑制が、野生株植物と比べたときの、上記少なくとも2遺伝子の発現産物であるポリペプチドの存在量の減少である、請求項1または2のいずれか1項に記載のタバコ植物体。
- 上記機能抑制が、野生株植物と比べたときの、上記少なくとも2遺伝子の発現産物であるポリペプチドの翻訳量の減少である、請求項3に記載のタバコ植物体。
- 上記機能抑制が、野生株植物と比べたときの、上記少なくとも2遺伝子からのmRNAの転写量の減少である、請求項3に記載のタバコ植物体。
- 上記機能抑制が、上記少なくとも2遺伝子から転写されたmRNAの分解の促進である、請求項3に記載のタバコ植物体。
- 上記変異が、上記少なくとも2遺伝子に導入されている、請求項1~6のいずれか1項に記載のタバコ植物体。
- 上記変異が、自然突然変異、変異原処理、遺伝子の組換え、ゲノム編集または遺伝子ノックアウトによって導入されている、請求項7に記載のタバコ植物体。
- 上記変異が、上記mRNAの分解を促進する因子を発現するポリヌクレオチドの、上記遺伝子の存在する領域外への挿入である、請求項6に記載のタバコ植物体。
- 上記因子が、アンチセンスRNA分子、RNAi分子または共抑制分子である、請求項9に記載のタバコ植物体。
- ニコチアナ・タバカムまたはニコチアナ・ルスチカに属する、請求項1~10のいずれか1項に記載のタバコ植物体。
- タバコ植物体の製造方法であって、
(1)~(3)の遺伝子:
(1)(a)ポリヌクレオチドもしくは(b)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(c)ポリヌクレオチドもしくは(d)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;
(2)(e)ポリヌクレオチドもしくは(f)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(g)ポリヌクレオチドもしくは(h)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;ならびに
(3)(i)ポリヌクレオチドもしくは(j)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(k)ポリヌクレオチドもしくは(l)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方
のうち少なくとも2遺伝子の機能抑制を引き起こす変異を、タバコ植物体のゲノムに導入するステップを包含しており、
上記機能抑制が、1次わき芽の発達を抑制し、
上記(a)ポリヌクレオチドは、配列番号1に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(b)ポリヌクレオチドは、上記(a)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(c)ポリヌクレオチドは、配列番号2に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(d)ポリヌクレオチドは、上記(c)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(e)ポリヌクレオチドは、配列番号3に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(f)ポリヌクレオチドは、上記(e)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(g)ポリヌクレオチドは、配列番号4に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(h)ポリヌクレオチドは、上記(g)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(i)ポリヌクレオチドは、配列番号5に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(j)ポリヌクレオチドは、上記(i)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(k)ポリヌクレオチドは、配列番号6に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(l)ポリヌクレオチドは、上記(k)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドである、タバコ植物体の製造方法。 - 上記導入するステップにおいて生成される個体から、上記1次わき芽の発達が抑制されている個体を選抜するステップをさらに包含している、請求項12に記載の製造方法。
- 上記選抜するステップにおいて、上記1次わき芽の数または重量が野生株植物と比べて減少している個体を選抜する、請求項13に記載の製造方法。
- 上記導入するステップが、上記少なくとも2遺伝子に上記変異を導入することを含んでいる、請求項12~14のいずれか1項に記載の製造方法。
- 上記導入するステップが、自然突然変異、変異原処理、遺伝子の組換え、ゲノム編集または遺伝子ノックアウトによって実施される、請求項15に記載の製造方法。
- 上記導入するステップが、上記少なくとも2遺伝子から転写されたmRNAの分解を促進する因子を発現するポリヌクレオチドを、当該少なくとも2遺伝子の存在する領域外に挿入することを含んでいる、請求項12~14のいずれか1項に記載の製造方法。
- 上記因子が、アンチセンスRNA分子、RNAi分子または共抑制分子である、請求項17に記載の製造方法。
- 1次わき芽の発達が抑制されているタバコ植物体の決定方法であって、
タバコ植物体の一部を採取することによって、サンプルを入手する工程と、
当該サンプルに含まれているゲノム上にある以下の(1)~(3)の遺伝子:
(1)(a)ポリヌクレオチドもしくは(b)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(c)ポリヌクレオチドもしくは(d)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;
(2)(e)ポリヌクレオチドもしくは(f)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(g)ポリヌクレオチドもしくは(h)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方;ならびに
(3)(i)ポリヌクレオチドもしくは(j)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子、および(k)ポリヌクレオチドもしくは(l)ポリヌクレオチドを、コード領域として含んでいる遺伝子の、少なくとも一方
のうち少なくとも2遺伝子の機能抑制を引き起こす変異をゲノムから検出する工程と、
上記変異が検出されたタバコ植物体を、1次わき芽の発達が抑制されているタバコ植物体として決定する工程とを包含しており、
上記(a)ポリヌクレオチドは、配列番号1に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(b)ポリヌクレオチドは、上記(a)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(c)ポリヌクレオチドは、配列番号2に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(d)ポリヌクレオチドは、上記(c)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(e)ポリヌクレオチドは、配列番号3に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(f)ポリヌクレオチドは、上記(e)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(g)ポリヌクレオチドは、配列番号4に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(h)ポリヌクレオチドは、上記(g)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(i)ポリヌクレオチドは、配列番号5に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(j)ポリヌクレオチドは、上記(i)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドであり、
上記(k)ポリヌクレオチドは、配列番号6に示されるアミノ酸配列に対する90%以上の配列同一性を有しているポリペプチドをコードしているポリヌクレオチドであり、
上記(l)ポリヌクレオチドは、上記(k)ポリヌクレオチドとストリンジェントな条件においてハイブリダイズするポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドである、決定方法。 - 請求項19に記載の決定方法によって決定された、1次わき芽の発達が抑制されているタバコ植物体を交配させることを包含している、タバコ植物体の育種方法。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載のタバコ植物体、請求項12~18のいずれか1項に記載の製造方法によって得られたタバコ植物体、請求項19に記載の決定方法によって決定されたタバコ植物体、または請求項20に記載の育種方法によって得られたタバコ植物体の、子孫または当該タバコ植物体の交配によって得られた育種後代。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載のタバコ植物体、請求項12~18のいずれか1項に記載の製造方法によって得られたタバコ植物体、請求項19に記載の決定方法によって決定されたタバコ植物体、請求項20に記載の育種方法によって得られたタバコ植物体、または請求項21に記載の子孫もしくは育種後代から収穫された、葉たばこ。
- 請求項22に記載の葉たばこから得られた、乾燥たばこ。
- 請求項23に記載の乾燥たばこから得られた、たばこ製品。
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