RU2126047C1 - Method of preparing zea mays l plants exhibiting resistance to damages caused by insects - Google Patents
Method of preparing zea mays l plants exhibiting resistance to damages caused by insects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2126047C1 RU2126047C1 SU4743350A RU2126047C1 RU 2126047 C1 RU2126047 C1 RU 2126047C1 SU 4743350 A SU4743350 A SU 4743350A RU 2126047 C1 RU2126047 C1 RU 2126047C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gene
- dna
- protoplasts
- medium
- plant
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к способу получения зерновых растений (Zea mays), резистентных к повреждениям, вызываемым насекомыми, которые регенерируют из протопластов или из клеток, происходящих из протопластов
Предпосылки изобретения
(Часть А) Регенерация растений Zea mays из протопластов
Описание регенерации Zea mays из каллюса датируется в основном серединой 70-х годов (например, Green and Phillips, Crop. Se. 15 (1975) 417-421; Harms et al., Z. Pflanzenzuechtg; 77 (1976) 437-352; европейские патентные заявки EP-0160390, Zowe and Smith (2985), EP-0176162, Cheng (1985), EP-0177738, Close (1985)). Были сделаны попытки получить деление и последующую регенерацию растений из протопластов Zea mays в течение более 12 лет (Potrykus et al., Jn. Cell Genetics in Higher Plants, Dudits et al., (eds), Akademiai Kiado, Budapest (1976) 129-140, и приведенные там ссылки, Harm "Maize and Cereal Protoplasts - Facte and Perspectives" Maize for Biological Research, W. F. Sheridan, ed. (1982); Dale in: Protoplasts (1983); Potrykus et al. (eds) Zecture Proceedings, Experientia Supplementum 46, Potrykys et al., eds Birkhauser, Basel (1983) 31-41 и ссылки там). Однако протопласты Zea mays всегда давали рост только в культурах, которые не были способны регенерировать фертильные растения (Potrykus et al., Mol. Gen. Genet 156 (1977) 347-350; Potrykus et al., Theor. Appl. Genet., 54 (1979) 209-214; Choury and Zurawski, Yheor. Appl. Genet. 59 (1981) 341-344; Vasil, in: Proc 5th Int. Cong, Plant Tissue and Cell Culture, Fujiwara Tokyo (1982) 101-104; Imbric-Milligan and Hodges, Planta, 168 (1986) 395-401; Vasil and Vasil, Theor. Appl. Genet. , 73 (1987) 793-798). Однако ни в одной из этих ссылок не приводится описания процедуры получения протопластов, способных к регенерации фертильных растений.The present invention relates to a method for producing cereal plants (Zea mays) resistant to damage caused by insects that regenerate from protoplasts or from cells derived from protoplasts
BACKGROUND OF THE INVENTION
(Part A) Regeneration of Zea mays plants from protoplasts
The description of the regeneration of Zea mays from callus dates mainly from the mid-70s (for example, Green and Phillips, Crop. Se. 15 (1975) 417-421; Harms et al., Z. Pflanzenzuechtg; 77 (1976) 437-352; European Patent Applications EP-0160390, Zowe and Smith (2985), EP-0176162, Cheng (1985), EP-0177738, Close (1985)). Attempts have been made to obtain division and subsequent regeneration of plants from Zea mays protoplasts for more than 12 years (Potrykus et al., Jn. Cell Genetics in Higher Plants, Dudits et al., (Eds), Akademiai Kiado, Budapest (1976) 129- 140, and references therein, Harm "Maize and Cereal Protoplasts - Facte and Perspectives" Maize for Biological Research, WF Sheridan, ed. (1982); Dale in: Protoplasts (1983); Potrykus et al. (Eds) Zecture Proceedings, Experientia Supplementum 46, Potrykys et al., Eds Birkhauser, Basel (1983) 31-41 and references therein). However, Zea mays protoplasts always yielded growth only in cultures that were not able to regenerate fertile plants (Potrykus et al., Mol. Gen. Genet 156 (1977) 347-350; Potrykus et al., Theor. Appl. Genet., 54 (1979) 209-214; Choury and Zurawski, Yheor. Appl. Genet. 59 (1981) 341-344; Vasil, in: Proc 5th Int. Cong, Plant Tissue and Cell Culture, Fujiwara Tokyo (1982) 101-104; Imbric-Milligan and Hodges, Planta, 168 (1986) 395-401; Vasil and Vasil, Theor. Appl. Genet. 73 (1987) 793-798). However, none of these references describes the procedure for producing protoplasts capable of regenerating fertile plants.
Способность продуцировать такие протопласты даст возможность генетических манипуляций с этой важной злаковой культурой, с помощью, например, трансформации или слияния протопластов или при использовании протопластов в качестве исходного материала для селекции ценных новых фенотипов. The ability to produce such protoplasts will enable genetic manipulation of this important cereal crop, using, for example, transformation or fusion of protoplasts or using protoplasts as starting material for the selection of valuable new phenotypes.
Хотя был проявлен большой интерес к генетической трансформации Zea mays не имеется описания успешного метода, ин витро, который может привести к регенерированному трансформированному растению, хотя имелись описания трансформации протопласта Zea mays, которая привела к получению нерегенерируемого каллюса (Fromm et al., Nature, 319 (1986) 791-793). Один метод получения трансгенных растений Zea mays может быть найден путем стабильной трансформации протопластов, способных к регенерации целых фертильных растений. Однако не описано способа получения протопластов Zea mays, способных подвергаться дифференциации с возникновением целых фертильных растений. Although there was great interest in the genetic transformation of Zea mays, there is no description of a successful method, in vitro, which can lead to a regenerated transformed plant, although there were descriptions of the transformation of the Zea mays protoplast, which led to non-regenerated callus (Fromm et al., Nature, 319 (1986) 791-793). One method for producing transgenic Zea mays plants can be found by stably transforming protoplasts capable of regenerating whole fertile plants. However, no method has been described for the preparation of Zea mays protoplasts capable of differentiating with the appearance of whole fertile plants.
Эта и другие цели были достигнуты в соответствии с настоящим изобретением при раскрытии способа получения протопластов Zea mays, которые могут делиться с образованием каллюсных колоний. Протопласты могут быть трансформированы, а каллюсы способны к регенерации фертильных растений Zea mays. Способ получения протопластов Zea mays, способных к делению и образованию каллюса, который затем индуцируют для регенерации в целые фертильные растения, требует специального типа каллюса. Такие каллюсы и способы их получения и идентификации описаны здесь далее. This and other objectives were achieved in accordance with the present invention by disclosing a method for producing Zea mays protoplasts that can divide to form callus colonies. Protoplasts can be transformed, and calli can regenerate Zea mays fertile plants. The process for preparing Zea mays protoplasts capable of dividing and forming callus, which is then induced to regenerate into whole fertile plants, requires a special type of callus. Such calluses and methods for their preparation and identification are described hereinafter.
Для начальной клеточной суспензии используют специальный тип каллюса, при субкультивировании, приводят к суспензиям, которые могут быть использованы для изоляции протопластов. Эти протопласты способны к делению и образованию каллюса, который может быть индуцирован на регенерацию растений. Клеточное деление или образование каллюса может быть промотировано некоторыми агентами, такими как O-низший алканоилсалициловая кислота (O-ацетилсалициловая кислота и ее гомологи), регуляторы роста растений или ДМСО, или сочетания этих агентов. For the initial cell suspension, a special type of callus is used, when subcultured, they lead to suspensions that can be used to isolate protoplasts. These protoplasts are capable of division and the formation of callus, which can be induced on plant regeneration. Cell division or callus formation may be promoted by certain agents, such as O-lower alkanoylsalicylic acid (O-acetylsalicylic acid and its homologs), plant growth regulators or DMSO, or combinations thereof.
Регенерация растений из клеток, происходящих из протопластов Zea mays в культуре является существенной для применения соматической гибридизации, для получения улучшенных разновидностей Zea mays через сомаклональную вариабельность и для использования генетической инженерии при получении новых растений Zea mays сортов растений, культивированных или инбредных, с новыми фенотипическими признаками. The regeneration of plants from cells originating from Zea mays protoplasts in culture is essential for applying somatic hybridization, for obtaining improved Zea mays varieties through somaclonal variability, and for using genetic engineering to obtain new Zea mays plants cultivated or inbred plant varieties with new phenotypic traits .
(Часть B) Инсектицидные растения кукурузы Zea mays
Bacillus thuringiensis (здесь далее ) является штаммом бактерий, который продуцирует кристаллический белок, также упоминаемый как дельта-эндотоксин. Технически, этот кристаллический белок является протоксином, который превращается в токсин при проглатывании личинками чешуекрылых жесткокрылых и двукрылых насекомых.(Part B) Zea mays insecticidal corn plants
Bacillus thuringiensis (hereinafter ) is a strain of bacteria that produces crystalline protein, also referred to as delta endotoxin. Technically, this crystalline protein is a protoxin that turns into a toxin when swallowed by Lepidoptera Lepidoptera and Diptera.
Кристаллический белок является потенциально важным инсектицидом, не обладающим известными вредными воздействиями на людей, других теплокровных, птиц, рыб или насекомых, других чем личинки чешуекрылых, жесткокрылых и двукрылых насекомых. Активность токсина является крайней высокой, так что требуются только нанограммовые количества для успешного уничтожения личинок насекомых. Другие преимущества использования кристаллического белка в качестве инсектицида включает его широкий спектр действия против личинок чешуекрылых, жесткокрылых и двукрылых насекомых, и для таких личинок возникают затруднения развития устойчивости к кристаллическому белку, даже когда кристаллический белок используют в широких масштабах. Указанные личинки являются основной проблемой в сельском и лесном хозяйствах и особенно при выращивании кукурузы.Crystalline protein is a potentially important insecticide that does not have known harmful effects on humans, other warm-blooded animals, birds, fish or insects, other than the larvae of Lepidoptera, Cole-winged and dipteran insects. Activity the toxin is extremely high, so only nanogram quantities are required for the successful destruction of insect larvae. Other benefits of using crystalline protein as an insecticide, it includes its wide spectrum of action against Lepidoptera, Coleoptera and Diptera insects, and for such larvae it is difficult to develop resistance to a crystalline protein, even when a crystalline protein is used on a large scale. These larvae are a major problem in agriculture and forestry, and especially when growing corn.
Кристаллический белок является эффективным в качестве инсектицида, когда его наносят на растения, зараженные личинками чешуекрылых, жесткокрылых или двукрылых насекомых. Crystalline protein is effective as an insecticide when it is applied to plants infected with larvae of Lepidoptera, Coleoptera or Diptera.
До сих пор кристаллический белок (протоксин) выделяют из Bacillus и наносят на растения с помощью стандартных методов, таких как опудривание дустом или распыление. Препараты, содержащие , кристаллический белок, коммерчески используют в качестве биологических инсектицидов. Например, Бастоспейн, выпускаемый Биохем Продактс Лтд., Дипель, выпускаемый Эббот Лабораториз, и Турцид, выпускаемый Сандоз АГ. Тот факт, что продуцирует кристаллический белок только во время споруляции, является значительным недостатком для производства и применения этого биологического инсектицида. Такое ограничение фазы роста, особенно в промышленном процессе, может привести в результате к неудобствам и излишнему времени, требующемуся для производства.Still crystalline protein (protoxin) is isolated from Bacillus and applied to plants using standard techniques such as dusting with dust or spraying. Preparations containing , a crystalline protein, is commercially used as biological insecticides. For example, Bastospain manufactured by Biochem Products Ltd., Dipel manufactured by Abbot Laboratories, and Turcid manufactured by Sandoz AG. The fact that produces crystalline protein only during sporulation, is a significant disadvantage for the production and use of this biological insecticide. Such a limitation of the growth phase, especially in an industrial process, can result in inconvenience and excessive time required for production.
Кроме того, затраты, связанные с указанным производством делает трудным для такого биологического инсектицида эффективную конкуренцию с другими коммерчески доступными продуктами на химической основе, такими как, например, пиретроидные производные. In addition, the costs associated with this production makes it difficult for such a biological insecticide to compete effectively with other commercially available chemical-based products, such as, for example, pyrethroid derivatives.
Другим недостатком в отношении применения токсина является, например, тот факт, что белок обычно остается на поверхности обработанных растений, где он является эффективным только против поверхностью питающихся личинок и где он инактивируется при продолжительном воздействии ультрафиолетового излучения. Такая инактивация может быть по крайней мере одной из причин общей потери персистентности кристаллического белка в окружающей среде. Следовательно, необходимо частое и дорогостоящее нанесение кристаллического белка.Another disadvantage regarding application toxin is, for example, the fact that the protein usually remains on the surface of the treated plants, where it is effective only against the surface of feeding larvae and where it is inactivated by prolonged exposure to ultraviolet radiation. Such inactivation may be at least one of the reasons for the overall loss of persistence of crystalline protein in the environment. Therefore, frequent and costly application of crystalline protein is necessary.
Эти и другие недостатки могут быть устранены за счет введения и экспрессии гена, кодирующего кристаллический белок или белок, обладающий по существу токсичностью по отношению к насекомым кристаллического белка, в растениях.These and other disadvantages can be eliminated by the introduction and expression of a gene encoding crystalline protein or a protein that is substantially toxic to insects crystalline protein in plants.
Настоящее изобретение описывает, как эти недостатки могут быть устранены путем введения и экспрессии гена, кодирующего кристаллический белок или белок, обладающий по существу токсичностью по отношению к насекомым кристаллического белка, в протопластах кукурузы, и регенерации фертильных трансгенных растений кукурузы из трансформированных протопластов и выращивания этих устойчивых к насекомым растений кукурузы.The present invention describes how these disadvantages can be addressed by introducing and expressing a gene encoding crystalline protein or a protein that is substantially toxic to insects crystalline protein in maize protoplasts; and regenerating fertile transgenic maize plants from transformed protoplasts and growing these insect-resistant maize plants.
Используя преимущества генетической инженерии, ген, ответственный за продуцирование полезного полипептида, может быть трансформирован и в донорскую клетку, в которой ген обычно встречается, в клетку хозяина, в которой ген в природе не встречается; Cohen and Boyer, патенты США 4237224 и 4468464. Действительно, имеются немного ограничений для таких переносов. Гены могут быть перенесены между вирусами, бактериями, растениями и животными. В некоторых случаях перенесенный ген является функциональным или может быть сделан функциональным, в клетке хозяина. Когда клетка хозяин является растительной клеткой, целое растение может быть сделано функциональным, в клетке хозяина. Когда клетка хозяин является растительной клеткой, целое растение может быть иногда регенерировано из клетки. Taking advantage of genetic engineering, the gene responsible for producing a useful polypeptide can also be transformed into a donor cell, in which the gene is usually found, in a host cell, in which the gene is not found in nature; Cohen and Boyer, US Pat. Nos. 4,237,224 and 4,468,464. Indeed, there are few restrictions for such transfers. Genes can be transferred between viruses, bacteria, plants and animals. In some cases, the transferred gene is functional or can be made functional in the host cell. When the host cell is a plant cell, the whole plant can be made functional in the host cell. When the host cell is a plant cell, the whole plant can sometimes be regenerated from the cell.
Гены обычно содержат области последовательностей ДНК, включающие промотор и область транскрипции. Область транскрипции обычно содержит 5'-нетранслируемую область, кодирующую последовательность и 3'-нетранслируемую область. Genes typically contain regions of DNA sequences, including a promoter and a transcription region. The transcription region usually contains a 5'-untranslated region encoding a sequence and a 3'-untranslated region.
Промотор содержит ДНК последовательность, необходимую для инициирования транскрипции, во время которой транскрибирующая область превращается в мРНК. В эукариотных клетках, полагают, что промотор включает область, распознаваемую РНК полимеразой, и область, которая помещает РНК полимеразу на ДНК для инициирования транскрипции. Эта последняя область упоминается как ТАТА-бокс, который обычно встречается примерно на 30 нуклеотидов выше от сайта инициирования транскрипции. The promoter contains the DNA sequence necessary to initiate transcription, during which the transcribing region is converted into mRNA. In eukaryotic cells, it is believed that the promoter includes a region recognized by RNA polymerase and a region that places RNA polymerase on DNA to initiate transcription. This last region is referred to as the TATA box, which is typically found about 30 nucleotides higher from the transcription initiation site.
Область после промотора представляет собой последовательность, которая транскрибирована в мРНК, но не транслируется в полипептид. Эта последовательность состоит из так называемой 5'-нетранслируемой области и, как полагают, содержит последовательности, которые являются ответственными за инициирование транскрипции, такие как сайт связывания рибосом. The region after the promoter is a sequence that is transcribed in mRNA but not translated into a polypeptide. This sequence consists of the so-called 5'-untranslated region and is believed to contain sequences that are responsible for initiating transcription, such as a ribosome binding site.
Кодирующая область представляет собой последовательность, которая находится сразу ниже 5'-нетранслируемой области в ДНК или соответствующей РНК. Она является кодирующей областью, которая транслируется в полипептиды в соответствии с генетическим кодом. Например, имеет ген с кодирующей последовательностью, которая транслируется в аминокислотную последовательность инсектицидного протоксина кристаллического белка.The coding region is a sequence that is immediately below the 5'-untranslated region in the DNA or corresponding RNA. It is a coding region that is translated into polypeptides in accordance with the genetic code. For instance, has a gene with a coding sequence that translates into the amino acid sequence of an insecticidal protoxin of a crystalline protein.
Кодирующая область находится ниже последовательности, которая транскрибируется в мРНК, но не транслируется в полипептид. Эта последовательность называется 3'-нетранслируемой областью и как полагают, содержит сигнал, который приводит к окончанию транскрипции, и в эукариотной мРНК, сигнал, который вызывает полиаденилирование нити транскрибированной. Полагают, что полиаденилирование мРНК обладает функциями процессинга и транспортирующей функцией. The coding region is located below the sequence that is transcribed into mRNA but not translated into a polypeptide. This sequence is called the 3'-untranslated region and is believed to contain a signal that leads to the end of transcription, and in eukaryotic mRNA, a signal that causes polyadenylation of the transcribed strand. It is believed that mRNA polyadenylation has processing and transport functions.
Природные гены могут быть перенесены целиком из донорской крови в клетку хозяина. Однако часто является предпочтительным конструировать ген, содержащий желаемую кодирующую последовательность с промотором и, в некоторых случаях, 5'- и 3'-нетранслируемые области, которые не существуют в природе в том же самом гене как кодирующая область. Такие конструкции известны как химерические гены. Natural genes can be transferred entirely from donated blood to the host cell. However, it is often preferable to construct a gene containing the desired coding sequence with a promoter and, in some cases, 5 ′ and 3 ′ untranslated regions that do not exist in nature in the same gene as the coding region. Such constructs are known as chimeric genes.
Уже описаны методы генетической инженерии для усовершенствованных путей получения кристаллического белка. Например, Schnepf et al., патенты США 4448885 и 4467036, описали плазмиды для продуцирования кристаллического белка в бактериальных штаммах, других чем . Эти методы позволяют продуцировать кристаллический белок, но не устраняют недостатков применения кристаллического белка в качестве коммерческого инсектицида.Genetic engineering methods have already been described for improved ways to obtain crystalline protein. For example, Schnepf et al., US Pat. Nos. 4,448,885 and 4,467,036, describe plasmids for producing crystalline protein in bacterial strains other than . These methods allow the production of crystalline protein, but do not eliminate the disadvantages of using crystalline protein as a commercial insecticide.
Были сделаны предложения клонировать гены токсина непосредственно в растения, чтобы позволить растениям защищать самих себя:, (Klausner A., Biotechnology, 2 (1984) 409 - 413). Adang et al. Европейская заявка на патент EP-0142924 (Агригенетикс) и De Greve H.M.J. et al. EP-0193269 (Плант Генетик Системс Н.В.) заявили способ клонирования генов токсина из Bt в табак. Ни в одной из этих публикаций не приводится примеров трансформации однодольных растений.Proposals have been made to clone genes toxin directly into plants to allow plants to protect themselves :, (Klausner A., Biotechnology, 2 (1984) 409 - 413). Adang et al. European Patent Application EP-0142924 (Agrigenetics) and De Greve HMJ et al. EP-0193269 (Plant Genetic Systems N.V.) claimed a method for cloning toxin genes from Bt into tobacco. None of these publications provide examples of transformation of monocotyledonous plants.
Существует необходимость разработки новых способов получения кристаллического белка в клетках растений кукурузы и новых способов контроля личинок насекомых, которые питаются на растениях кукурузы, содержащих кристаллический белок или подобный полипептид, обладающий по существу токсичностью по отношению к насекомым (инсектицидной активностью) кристаллического белка. Под "контролем" как здесь упоминается, понимают или умерщвление личинок или по крайней мере снижение их питания. Кроме того, существует необходимость создания способа защиты растений кукурузы против повреждений, вызываемых паразитами или патогенами, заключающегося в продуцировании количества пестицидного или антипатогенного белка в клетке растения и растении соответственно, это количество является достаточно эффективным для уничтожения или контроля паразита или патогена. Кроме того, существует необходимость в предпочтительном создании способа защиты растений кукурузы против повреждений насекомыми, заключающегося в продуцировании инсектицидно эффективного количества кристаллического белка или белка, обладающего по существу токсичностью против насекомых кристаллического белка, в клетках растений. Далее, существует необходимость в создании способа защиты растений кукурузы от повреждений химическими агентами, такими как, например, гербициды, чтобы такие химикаты могли быть безопасно нанесены на растения кукурузы.There is a need to develop new methods for producing crystalline protein in the cells of corn plants and new ways of controlling insect larvae that feed on corn plants containing crystalline protein or similar polypeptide having substantially toxicity to insects (insecticidal activity) crystalline protein. By "control" as mentioned here, they mean either the killing of the larvae, or at least a decrease in their nutrition. In addition, there is a need to create a method for protecting corn plants against damage caused by parasites or pathogens by producing an amount of a pesticidal or antipathogenic protein in a plant cell and a plant, respectively, this amount is sufficiently effective to kill or control the parasite or pathogen. In addition, there is a need for the preferred creation of a method of protecting corn plants against insect damage, which consists in producing an insecticidally effective amount crystalline protein or a protein that is substantially toxic to insects crystalline protein in plant cells. Further, there is a need for a method of protecting corn plants from damage by chemical agents, such as, for example, herbicides, so that these chemicals can be safely applied to corn plants.
Из уровня техники ко времени создания настоящего изобретения нельзя было предсказать, что зерновые растения (Zea mays), в частности, фертильные растения, могут быть регенерированы из протопластов, из клеток, происходящих из протопластов или каллуса, происходящего из протопластов. Еще менее можно было предположить, что протопласты Zea mays, содержащие стабильную включенную экзогенную ДНК можно регенерировать трансгенные растения, в частности в фертильные трансгенные растения Zea mays. From the prior art, at the time of the invention, it was not possible to predict that cereal plants (Zea mays), in particular fertile plants, can be regenerated from protoplasts, from cells derived from protoplasts or callus originating from protoplasts. Even less could be assumed that Zea mays protoplasts containing stable incorporated exogenous DNA can regenerate transgenic plants, in particular Zea mays fertile transgenic plants.
Объекты настоящего изобретения детально описаны ниже. The objects of the present invention are described in detail below.
Способ получения растений Zea mays L., устойчивых к повреждениям, вызываемым насекомыми, включающий выделение ткани из незрелых зародышей, культивирование указанной ткани в среде для инициирования каллуса и/или в среде для поддержания пролиферации каллуса, до образования особого типа каллуса, характеризующегося нелипким, гранулярным и рыхлыми структурами и содержащего плотные цитоплазматически, делящиеся клетки, отбор вышеуказанного типа каллуса и последующую обработку его ферментным препаратом для удаления клеточных стенок, сбор, очистку и трансформацию полученных тотипотентных протопластов вектором, содержащим структурный ген, кодирующий полипептид кристаллического белка δ- эндотоксина Bacillus thuringiensis токсичного по отношению к насекомым, и фланкированного контролирующими транскрипцию последовательностями, содержащими промотор и 5'- и 3'-нетранслируемые последовательности, которые функциональны в зерновых, дальнейший посев трансформированных тотипотентных протопластов на питательную среду для деления и образования клеток, субкультивирование их на среде для регенерации и последующее получение фертильных растений Zea mays L., устойчивых к повреждениям, вызываемым насекомыми. A method for producing insect resistant Zea mays L. plants, comprising isolating tissue from immature embryos, culturing said tissue in a medium for initiating callus and / or in a medium for maintaining callus proliferation, until a special type of callus is formed which is non-sticky, granular and loose structures and containing dense cytoplasmic, dividing cells, the selection of the above type of callus and its subsequent treatment with an enzyme preparation to remove cell walls, collection, purification y and transformation of the obtained totipotent protoplasts with a vector containing a structural gene encoding a polypeptide of the crystalline protein of δ-endotoxin of Bacillus thuringiensis toxic to insects and flanked by transcriptional control sequences containing a promoter and 5'- and 3'-untranslated sequences that are functional in cereal , further sowing of transformed totipotent protoplasts on a nutrient medium for cell division and formation, subculturing them on a regenerator medium tion and subsequent production of fertile plants Zea mays L., resistant to damage caused by insects.
Изобретение далее направлено на способ по п. 1, отличающийся тем, что после отбора особого типа каллуса, осуществляют перенос его в жидкую питательную среду для формирования суспензии клеток или клеточных агрегатов, субкультивирование полученной суспензии в течение времени и с частотой, достаточной для поддержания клеток и клеточных агрегатов в жизнеспособном состоянии с последующим отбором и сохранением культур, содержащих агрегаты делящихся клеток с плотной цитоплазмой, которые характеризуются более гладкой поверхностью, чем другие клеточные агрегаты. The invention is further directed to the method according to
На фиг. 1 показан каллюс, который пригоден для использования в начальных эмбриогенных суспензиях Zea mays (увеличение примерно 7X). (Стадия a). In FIG. 1 shows callus that is suitable for use in Zea mays initial embryogenic suspensions (approximately 7X magnification). (Stage a).
На фиг. 2 показаны плотные цитоплазматические, делящиеся клетки, которые удерживаются в культурах стадий b - d (увеличение примерно 20X). In FIG. Figure 2 shows the dense cytoplasmic, dividing cells that are retained in the cultures of stages b - d (magnification of about 20X).
На фиг. 3 представлена нуклеотидная последовательность гена эндотоксина Bacillus thuringiensis var. Kurstaki: HD1
На фиг. 4 представлена последовательность полипептида кристаллического белка δ- эндотоксина B. thuringiensis, кодируемая структурным геном.In FIG. Figure 3 shows the nucleotide sequence of the endotoxin gene of Bacillus thuringiensis var. Kurstaki: HD1
In FIG. Figure 4 shows the sequence of the B. thuringiensis δ-endotoxin crystalline protein polypeptide encoded by the structural gene.
Предпочтительная нуклеотидная последовательность, которая колирует кристаллический белок, является такой последовательностью, что показана нуклеотидами 156-3623 в последовательности, или более короткой последовательностью, которая кодирует инсектицидный фрагмент такого кристаллического белка; Geiser et al., Gene, 48 (1986) 109-118. A preferred nucleotide sequence that colorants a crystalline protein is one that is shown by nucleotides 156-3623 in the sequence, or a shorter sequence that encodes an insecticidal fragment of such a crystalline protein; Geiser et al., Gene, 48 (1986) 109-118.
Определения
Zea mays /кукуруза: В настоящем описании или в формуле изобретения эти термины относятся к любому растению или части растения (протопластам, клеткам, тканям, органам, органеллам, эмбрионам, каллюсам, побегам и т.п.), принадлежащего к виду Zea mays. Термины, как использованы здесь, включают сорт, рассу, разновидность, инбредные линии и гибриды Zea mays. Настоящее изобретение включает, но не ограничивается подобными инбредными линиями кукурузы, например Funr 5N984, Funk 5N986, Funk 2717, Funk 211Д, Funk 2N217A, B73, A632, CM105, B37, B84, B14, Vc17, R 186, MS 71, A188, F A91, A641 и W 117. Предпочтительными являются все элитные генотипы (сорта, разновидности, инбредные линии, гибриды и т.д.), включая элитные инбредные линии Funk 5 N 984, Funk 5N 986, Funk 2717, Funk 211Д и Funk 2N217A, более предпочтительная элитная линия инбредная Funk 2717.Definitions
Zea mays / corn: In the present description or in the claims, these terms refer to any plant or part of a plant (protoplasts, cells, tissues, organs, organelles, embryos, calli, shoots, etc.) belonging to the species Zea mays. The terms, as used here, include variety, race, species, inbred lines and Zea mays hybrids. The present invention includes, but is not limited to such inbred maize lines, for example Funr 5N984, Funk 5N986, Funk 2717, Funk 211D, Funk 2N217A, B73, A632, CM105, B37, B84, B14, Vc17, R 186, MS 71, A188, F A91, A641 and W 117. All elite genotypes (varieties, varieties, inbred lines, hybrids, etc.) are preferred, including the elite inbred lines Funk 5 N 984, Funk 5N 986, Funk 2717, Funk 211D and Funk 2N217A , more preferred elite line inbred Funk 2717.
BMS: "Черная мексиканская сладкая кукуруза", старый мелкопочаточный сорт кукурузы с темно-голубой окраской околоплодника зерна, придающей зерну "черный" оттенок. BMS: "Black Mexican Sweet Corn", an old small-grained variety of corn with a dark blue grain pericarp, giving the grain a "black" tint.
Клетка растения
Структурная и физиологическая единица растений, состоящая из протопласта и клеточной стенки.Plant cell
Structural and physiological unit of plants, consisting of protoplast and cell wall.
Термин "клетка растения" относится к любой клетке, которая или является частью или отделена от растения. The term "plant cell" refers to any cell that is either part of or separated from a plant.
Некоторые примеры клеток, охватываемых настоящим изобретением, включают дифференцированные клетки, которые являются частью живого растения; дифференцированные клетки в культуре; недифференцированные клетки в культуре; клетки недифференцированной ткани, такой как каллюс или опухоли, семена, зародыши (эмбрионы); побеги и пыльца. Some examples of cells covered by the present invention include differentiated cells that are part of a living plant; differentiated cells in culture; undifferentiated cells in culture; undifferentiated tissue cells such as callus or tumors, seeds, embryos (embryos); shoots and pollen.
Ткань растения
Группа растительных клеток, организованная в структурную и функциональную единицу. Любая ткань растения в растении или в культуре. Этот термин включает, но не ограничивается целым растением, клетками растений, органами растений, семенами растений, протопластами, культурой клеток и любой группой растительных клеток, организованных в структурные и/или функциональные единицы. Использование этого термина в сочетании с или в отсутствии какого-либо специфического типа растительной ткани, как перечислено выше, или другими словами, охватываемыми настоящим определением, не предназначены для исключения любого другого типа растительной ткани.Plant tissue
A group of plant cells organized into a structural and functional unit. Any plant tissue in a plant or culture. This term includes, but is not limited to, the whole plant, plant cells, plant organs, plant seeds, protoplasts, cell culture and any group of plant cells organized into structural and / or functional units. The use of this term in combination with or in the absence of any specific type of plant tissue, as listed above, or in other words covered by this definition, is not intended to exclude any other type of plant tissue.
Орган растения
Отдельная и видимо структурированная и дифференциированная часть растений, такая как корень, ствол, лист, бутон цветка или зародыш. Орган растения может состоять из различных типов клеток растения или тканей растения.Plant organ
A separate and apparently structured and differentiated part of plants, such as a root, trunk, leaf, flower bud or embryo. A plant organ may consist of various types of plant cells or plant tissues.
Пропласт
Изолированная клетка растения без клеточной стенки.Proplast
An isolated plant cell without a cell wall.
Трансгенное растение. Растение, имеющее стабильно введенную экзогенную ДНК в своем генетическом материале. Термин включает экзогенную ДНК, которая может быть введена в протопласты в различной форме, включая, например, голую ДНК в кольцевой, линейной или суперспирализованной форме, ДНК, содержащуюся в нуклеосомах, или ядрах или в их частях, ДНК, комплексно связанную или ассоциированную с другими молекулами, ДНК, заключенную в липосомах, сферопластах, клетках или пропластах. На данном уровне техники известны различные способы введения экзогенной ДНК в пропласты и они могут быть использованы для получения трансгенных растений настоящего изобретения. Transgenic plant. A plant that has stably introduced exogenous DNA in its genetic material. The term includes exogenous DNA, which can be introduced into protoplasts in various forms, including, for example, naked DNA in a circular, linear or supercoiled form, DNA contained in nucleosomes or nuclei or in their parts, DNA complexed or associated with other molecules, DNA enclosed in liposomes, spheroplasts, cells or interlayers. Various methods for introducing exogenous DNA into interlayers are known in the art and can be used to produce transgenic plants of the present invention.
Культура
Пролиферирующая масса клеток в недифференциированном или частично дифференциированном состоянии. Термин "клеточная культура" включает каллюсные культуры, состоящий из массы клеток, растущих на отвержденной культуральной среде, и суспензионные клеточные культуры, растущие в дисперсном состоянии в перемешиваемой жидкой культуральной среде.Culture
The proliferating mass of cells in an undifferentiated or partially differentiated state. The term "cell culture" includes callus cultures, consisting of a mass of cells growing on a cured culture medium, and suspension cell cultures growing in a dispersed state in a mixed liquid culture medium.
Эмбрион (зародыш)
Наиболее ранняя стадия развития растения, или происходящая из зиготы (затем называемой половым зародышем), или из эмбриогенной соматической клетки (затем называемой соматическим эмбрионом), со стадиями распознаваемой морфологии, структуры и клеточной организации, включающих клеточную до глобулярной стадии, до стадии семядоли. (Развитие зародыша кукурузы описано, например, у Randolph, L.F., J.Agril. Research, 53 (1936) 881-916; развитие злакового зародыша в общем описано, например, у Brown, W.V., Phytomorphology, 10 (1960) 215-223).Embryo (fetus)
The earliest stage of plant development, or originating from the zygote (then called the sexual embryo), or from the embryogenic somatic cell (then called the somatic embryo), with stages of recognizable morphology, structure and cellular organization, including cell to the globular stage, to the cotyledon stage. (Corn germ development is described, for example, in Randolph, LF, J. Agril. Research, 53 (1936) 881-916; cereal germ development is generally described, for example, Brown, WV, Phytomorphology, 10 (1960) 215-223 )
Побег
Многоклеточная структура, состоящая из ростка и корня в форме маленького растения.The escape
A multicellular structure consisting of a sprout and a root in the shape of a small plant.
Химерическая последовательность или химерический ген. Chimeric sequence or chimeric gene.
Последовательность ДНК, содержащая по крайней мере две гетерологических части, например, части, происходящую от или имеющую по существу последовательность, гомологичную ранее существующим последовательностям ДНК, которые не ассоциированы на ранее прошедших стадиях. Ранее существовавшие последовательности ДНК могут быть природного или синтетического происхождения. A DNA sequence containing at least two heterologous parts, for example, parts originating from or having essentially a sequence homologous to pre-existing DNA sequences that are not associated in previous steps. Pre-existing DNA sequences can be of natural or synthetic origin.
Кодирующая последовательность ДНК. The coding sequence of DNA.
Последовательность ДНК, которая при транскрипции и трансляции приводит в результате к образованию клеточного полипептида. A DNA sequence that, when transcribed and translated, results in the formation of a cell polypeptide.
Ген
Дискретная хромосомная область, состоящая из регуляторных последовательностей ДНК, ответственных за контроль экспрессии, а именно, трансляцию и транскрипцию, и из колирующей последовательности, которая транскрибируется и транслируется, давая определенный полипептид.Gene
A discrete chromosomal region consisting of regulatory DNA sequences that are responsible for controlling expression, namely, translation and transcription, and from a colony sequence that is transcribed and translated to produce a specific polypeptide.
Происходящий из:
в контексте этого описания гены, части генов или другие последовательности ДНК, "происходящие из" других источников ДНК, охватывают гены, части генов или другие последовательности ДНК, идентичные или по существу гомологичные материалу источника ДНК.Originating from:
in the context of this description, genes, parts of genes or other DNA sequences "derived from" other DNA sources encompass genes, parts of genes or other DNA sequences that are identical or substantially homologous to the material of the DNA source.
Фенотипический признак
Наблюдаемое свойство, являющееся результатом экспрессии одного или более генов.Phenotypic trait
An observed property resulting from the expression of one or more genes.
Ранее существующая последовательность ДНК. Pre-existing DNA sequence.
Последовательность ДНК, которая существует до ее применения, полностью или частично, в продукте или способе согласно настоящему изобретению. Хотя такое предсуществование обычно отражает природное происхождение. Ранее существующие последовательности могут быть природного или синтетического происхождения. The DNA sequence that exists before its use, in whole or in part, in the product or method according to the present invention. Although this pre-existence usually reflects natural origin. Previously existing sequences can be of natural or synthetic origin.
Существенная гомология последовательности
Существенная функциональная и/или структурная эквивалентность между последовательностями нуклеотидов или аминокислот. Функциональные и/или структурные различия между последовательностями, имеющими существенную гомологию последовательностей, будут минимальными.Essential sequence homology
Substantial functional and / or structural equivalence between nucleotide or amino acid sequences. Functional and / or structural differences between sequences having substantial sequence homology will be minimal.
Дикамба
3,6-Дихлор-2-метоксибензойная кислота;
MES 2-(N- морфолино) этансульфоновая кислота;
2,4-Д: 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота.Dicamba
3,6-Dichloro-2-methoxybenzoic acid;
MES 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid;
2,4-D: 2,4-dichlorophenoxyacetic acid.
Пиклорам: 4-амино-3,6,6-трихлорпиколиновая кислота. Picloram: 4-amino-3,6,6-trichloropicolinic acid.
Трис-HCl: альфа, альфа, альфа-трис-(оксиметил)метиламин гидрохлорид;
EDTA: 1-этилендиамин-N,N,N',N'-тетрауксусная кислота;
PEG : полиэтиленгликоль.Tris-HCl: alpha, alpha, alpha-tris- (hydroxymethyl) methylamine hydrochloride;
EDTA: 1-ethylenediamine-N, N, N ', N'-tetraacetic acid;
PEG: polyethylene glycol.
Агароза: Приготовление и очистка агарозы описаны, например, Guiseley and Renn, ("The Agarose Monograph"; Marine Colloids Division FMC Corp. (1975)). Агароза является одним из компонентов агара. Коммерчески доступный агар обычно состоит из смеси нейтральной агарозы и ионного агаропектина с большим количеством боковых групп. Коммерческую агарозу обычно получают из агара традиционными способами. Обычно некоторое количество боковых цепей остается интактной и определяет физикохимические свойства агарозы, такие как гелеобразование и температура плавления. Низкоплавкая агароза, особенно Sea PlagueR агароза является предпочтительным отверждающим агентом в описанном здесь ниже процессе.Agarose: The preparation and purification of agarose are described, for example, by Guiseley and Renn, ("The Agarose Monograph"; Marine Colloids Division FMC Corp. (1975)). Agarose is one of the components of agar. Commercially available agar usually consists of a mixture of neutral agarose and ion agaropectin with a large number of side groups. Commercial agarose is usually obtained from agar by conventional methods. Usually a certain amount of side chains remains intact and determines the physicochemical properties of agarose, such as gelation and melting point. Low melting agarose, especially Sea Plague R agarose is the preferred curing agent in the process described hereinafter.
SH среда: Среда Шенка Р.Ю., с сотр.Can. H. Bot., 50(1972) 199-204; без регуляторов роста (SH среда может быть жидкой или отвержденной 0,8% (мас. /объем)агара или 0,5% (мас./объем) GelRiteR) Среду обычно стерилизуют с помощью методик, известных на данном уровне техники, например, путем нагревания или стерилизацией автоклавированием при 121oC и 15 фунт/дюйм2 (1,2 кг/см2) давления в течение примерно 15-20 мин.SH Wednesday: Wednesday, Schenka R.Yu., et al. Can. H. Bot., 50 (1972) 199-204; without growth regulators (SH medium may be liquid or solidified 0.8% (w / v) agar or 0.5% (w / v) GelRite R ) The medium is usually sterilized using techniques known in the art, for example , by heat or sterilized by autoclaving at 121 o C and 15 lb / in2 (1.2 kg / cm2) pressure for about 15-20 minutes.
MS-среда: Murashige T.and Shoog F., Physiol Plant., 15 (1962) 473
B5-среда: Gambord, O.et al., Exp. Cell Res., 50(1968) 151 N6 среда: Chu et al. Scientia sinica,18 (1975)659.MS Environment: Murashige T.and Shoog F., Physiol Plant., 15 (1962) 473
B5 Environment: Gambord, O.et al., Exp. Cell Res., 50 (1968) 151 N6 medium: Chu et al. Scientia sinica, 18 (1975) 659.
Состав приведен в табл. 1. The composition is given in table. 1.
КМ-среда: KaO K. N.et.al., Planta, 126 (1975) 105 - 110. Эта среда может быть жидкой или отвержденной агаром, агарозой или Gel RiteR и также может быть приготовлена и использована без аскорбиновой кислоты, витамина D и витамина A. Компоненты среды за исключением отверждающего агента обычно стерилизуют фильтрацией через фильтр 0,2 мкм.KM medium: KaO KNet.al., Planta, 126 (1975) 105-110. This medium can be liquid or solidified agar, agarose or Gel Rite R and can also be prepared and used without ascorbic acid, vitamin D and vitamin A The components of the medium, with the exception of the curing agent, are usually sterilized by filtration through a 0.2 μm filter.
Состав использованной среды приведен в табл. 1. The composition of the medium used is given in table. 1.
(Макроэлементы и микроэлементы среды соответствуют приведенным в литературе). (Macronutrients and trace elements of the medium correspond to those given in the literature).
Примечания к табл. 1:
a: макроэлементы обычно готовят в виде 10х концентрированного раствора для хранения, а макроэлементы в виде 1000х концентрированных растворов для хранения.Notes to the table. 1:
a: macronutrients are usually prepared as a 10x concentrated storage solution, and macronutrients as 1000x concentrated storage solutions.
b: лимонную, фумаровую и малеиновую кислоты (каждая в конечной концентрации 40 мг/л) и пируват натрия (конечная концентрация 20 мг/л) готовят в виде 100х концентрированных растворов для хранения, устанавливают pH 6,5 с помощью NH4OH и прибавляют к этой среде.b: citric, fumaric and maleic acids (each at a final concentration of 40 mg / l) and sodium pyruvate (final concentration of 20 mg / l) are prepared as 100x concentrated storage solutions, pH 6.5 is adjusted with NH 4 OH and added to this environment.
c: Аденин (0,1 мг/л конечная концентрация) и гуанин, тимин, урацил, гипоксантин и цитозин (конечная концентрация каждого 0,03 мг/л) готовят в виде 1000х концентрированных растворов для хранения, устанавливают pH 6,5, как описано выше, и прибавляют к этой среде. c: Adenine (0.1 mg / l final concentration) and guanine, thymine, uracil, hypoxanthine and cytosine (final concentration of each 0.03 mg / l) are prepared in the form of 1000x concentrated storage solutions, pH 6.5 is adjusted as described above, and added to this medium.
d: Следующие аминокислоты прибавляют к этой среде, используя 10х растворы для хранения (pH 6,5 с помощью NH4OH), чтобы получить заданные конечные концентрации: глютамин (5,6 мг/л), аланин, глютаминовую кислоту (каждая 0,6 мг/л), цистеин (0,2 мг/л), аспаргин, аспаргиновую кислоту, цистин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, пролин, серин, треонин, триптофан, тирозин и валин (каждый 0,1 мг/л).d: The following amino acids are added to this medium using 10x storage solutions (pH 6.5 with NH 4 OH) to obtain the desired final concentrations: glutamine (5.6 mg / L), alanine, glutamic acid (each 0, 6 mg / l), cysteine (0.2 mg / l), aspargin, aspartic acid, cystine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, tyrosine and valine (each 0, 1 mg / l).
e: Раствор для хранения витамина обычно готовят 100х концентрированным. e: Vitamin storage solution is usually prepared 100x concentrated.
Целлюлоза RS: Целлюлоза RS Якулт Хонша Ко., Лтд., 1.1.19 Хигаши-Шинбаши, Минато-ку, Токио 105, Япония
Пектолиаза Y-23: Сейшин фармацетикал Ко, Лтд. 4-13 Коамихо, Нихонбаши, Токио, Япония.Cellulose RS: Cellulose RS Yakult Hongsha Co., Ltd., 1.1.19 Higashi-Shinbashi, Minato-ku, Tokyo 105, Japan
Pectoliasis Y-23: Seishin Pharmaceutical Co., Ltd. 4-13 Koamijo, Nihonbashi, Tokyo, Japan.
фильтр: Нальге Кол., Отделение Сирбон Корп. Рочестер, Нью-Йорк, 14602, США. filter: Nalge Kol., Branch Sirbon Corp. Rochester, New York, 14602, USA.
Bgl I[ Рестрикционный фермент Bgl I]; Нью Инглэнд Биолабс, 32 Тозер Роад, Беверли, МА, 01915, США, или любой другой коммерческий поставщик. Bgl I [Restriction enzyme Bgl I]; New England Biolabs, 32 Tozer Road, Beverly, MA, 01915, USA, or any other commercial supplier.
Bam HI Рестрикционный фермент Bam HI; Нью Ингленд Биолабс, 32 Тозер Роад, Беверли, МА, 01915, США, или любой другой коммерческий поставщик. Bam HI Restriction enzyme Bam HI; New England Biolabs, 32 Tozer Road, Beverly, MA, 01915, USA, or any other commercial supplier.
Гидромицин B: цитотоксин, гидромицин B, очищенный; кат. N 400050 Калбиохем Беринг Диагностика, Ла Йолла, СА 92037, США, Группа N 702296. Hydromycin B: cytotoxin, hydromycin B, purified; cat. N 400050 Calbiochem Bering Diagnostics, La Yolla, CA 92037, USA, Group N 702296.
Голь : ГельРайтГеллан Гум, Скотт Лабораториз Инк., Gel Rite Фискерсвилл, РИ 02823.Gol : GelRightGellan Gum, Scott Laboratories Inc., Gel Rite Fiskersville, RI 02823.
Prime Rit randon primer Rit of IBI Random primer Rit:
Интернейшнл Биотехнолоджиз Инк., НО Бокс 1565, Нью Хевен, СТ 07606, США (Каталожный N 77800; группа N F 630-01).Prime Rit randon primer Rit of IBI Random primer Rit:
International Biotechnology Inc., BO Box 1565, New Haven, CT 07606, USA (Catalog No. 77800; group NF 630-01).
контейнер. Маленький этерильный контейнер
(примерно 7 х 7 х 10 см) изготовлен из полупрозрачного пластика с полупрозрачной крышкой: используют для выращивания побегов, культур побегов и т. д. Поставщик: Магента Корп., 3800 Н.Милуокси Авеню, Чикаго, ИЛ, 60641, США. Может быть заменен любым подобным стерильным полупрозрачным контейнером (например, стеклянным или пластиковым). container. Small ether container
(approximately 7 x 7 x 10 cm) is made of translucent plastic with a translucent lid: used for growing shoots, shoot crops, etc. Supplier: Magenta Corp., 3800 N. Miluoxy Avenue, Chicago, IL, 60641, USA. It can be replaced by any similar sterile translucent container (e.g. glass or plastic).
Перевод микроЭнштейнов в люксы
мкЕ - люкс
0,1 - 200 - 8 - 16700
0,1 - 100 - 8 - 8350
30 - 90 - 2500 - 7500
10 - 40 - 830 - 3330 \\\ 30 - 80 - 2500 - 6670
Депонирование плазмид в микроорганизмах или в клетках растений
В соответствии с настоящим изобретением следующие перечисленные плазмиды (в микроорганизмах) и клетки растений были депонированы в соответствии с требованиями Будапештского договора:
(1) Zea mays суспензионная клеточная культура 6-2717 CG Funk 2717 депонирована в Коллекции культур американского типа (АТСС), Рокквилл, США, и имеет АТСС номер хранения 40326 (дата депонирования: 20 мая 1987).Convert microEinsteins to suites
mkE - luxury
0.1 - 200 - 8 - 16700
0.1 - 100 - 8 - 8350
30 - 90 - 2500 - 7500
10 - 40 - 830 - 3330 \\\ 30 - 80 - 2500 - 6670
Deposition of plasmids in microorganisms or in plant cells
In accordance with the present invention, the following listed plasmids (in microorganisms) and plant cells were deposited in accordance with the requirements of the Budapest Treaty:
(1) Zea mays suspension cell culture 6-2717 CG Funk 2717 was deposited in the American Type Culture Collection (ATCC), Rockville, USA, and has ATCC storage number 40326 (deposited date: May 20, 1987).
(2) Плазмида pCIB712 (в E. coli штамм MC1061) депонирована в АТСС и имеет АТСС номер хранения 67407 (дата депонирования: 18 мая 1987 г.). (2) Plasmid pCIB712 (in E. coli strain MC1061) was deposited in ATCC and has ATCC storage number 67407 (date of deposit: May 18, 1987).
(3) Плазмида pSCHI (в E. coli штамм K12) депонирована в немецкой коллекции микроорганизмов (DMS) в Геттингене, ФРГ, и имеет DMS номер хранения 4129 (дата депонирования: 29 мая 1987 г.). (3) Plasmid pSCHI (in E. coli strain K12) was deposited at the German Microorganism Collection (DMS) in Göttingen, Germany, and has DMS storage number 4129 (date of deposit: May 29, 1987).
(4) Плазмида pCIB10 (35 SBt (в E. coli штамм MC1061) депонирована в АТСС и имеет АТСС номер хранения 67329 (дата депонирования: 27 февраля 1987 г.). (4) Plasmid pCIB10 (35 SBt (in E. coli strain MC1061) was deposited in ATCC and has ATCC storage number 67329 (date of deposit: February 27, 1987).
(5) Плазмида pE16 (8-C4) в E. coli штамм HB101) депонирована в АТСС и имеет АТСС номер хранения 67420 (дата депонирования: 29 мая 1987 г.). (5) Plasmid pE16 (8-C4) in E. coli strain HB101) was deposited in ATCC and has ATCC storage number 67420 (date of deposit: May 29, 1987).
(6) Плазмида pCIB10 (19 SBt (в E. coli штамм HB 101) депонирована в АТСС и имеет АТСС номер хранения 67330 (дата депонирования: 27 мая 1987 г.). (6) Plasmid pCIB10 (19 SBt (in E. coli strain HB 101) was deposited in ATCC and has ATCC storage number 67330 (date of deposit: May 27, 1987).
Детальное описание настоящего изобретения (Часть A) регенерация растений кукурузы Zea mays из протопластов
Каллюсы, использованные в настоящем изобретении, могут происходить из любой ткани растений Zea mays. Предпочтительно эта ткань является незрелой тканью, такой как незрелая метелка, незрелый зародыш, базальная часть молодого листа и в принципе любая другая ткань Zea mays, способная образовать каллюс. Особенно полезной тканью является щиток незрелого зародыша Zea mays.Detailed Description of the Present Invention (Part A) Regeneration of Zea mays Maize Plants from Protoplasts
Calluses used in the present invention can be derived from any tissue of Zea mays plants. Preferably, this tissue is an immature tissue, such as an immature panicle, an immature embryo, the basal part of a young leaf and, in principle, any other Zea mays tissue capable of forming callus. A particularly useful tissue is the shield of the immature Zea mays embryo.
В принципе все генотипы Zea mays (сорта, разновидности, инбредные линии, гибриды и т.п.) являются полезными в настоящем изобретении. Наиболее ценными являются коммерчески интересные генотипы. In principle, all Zea mays genotypes (varieties, varieties, inbred lines, hybrids, etc.) are useful in the present invention. The most valuable are commercially interesting genotypes.
Предпочтительными являются все элитные генотипы, особенно все инбредные линии, наиболее предпочтительны элитные инбредные линии. Подходящими инбредными линиями являются, например, Funk 2717, Funk 211D, Funk 2N 217A, B 73, A632, CM105, B37, B84, B14, Mo 17, R 168, MS71, A188, FA91, A641, и W117. Дополнительными примерами полезных генотипов Zea mays являются Funk 5 N 984 и Funk 5N986. Особенно предпочтительными являются элитные инбредные линии Funk 2717, Funk 211D, Funk 5N984 или Funk 2N217A, а наиболее предпочтительным является элитный генотип Funk 2717. Preferred are all elite genotypes, especially all inbred lines, most preferred elite inbred lines. Suitable inbred lines are, for example, Funk 2717, Funk 211D, Funk 2N 217A, B 73, A632, CM105, B37, B84, B14, Mo 17, R 168, MS71, A188, FA91, A641, and W117. Additional examples of useful Zea mays genotypes are Funk 5 N 984 and Funk 5N986. Especially preferred are the elite inbred lines Funk 2717, Funk 211D, Funk 5N984 or Funk 2N217A, and the elite genotype Funk 2717 is most preferred.
В приведенном ниже описании будет раскрыт способ получения эмбриогенных суспензий Funk 2717, из которых могут быть изолированы протопласты, которые способны регенерироваться в фертильные растения. Должно быть понятно, что могут быть использованы и другие генотипы кукурузы в описанном способе с применением в большинстве случаев рутинных методик, известных специалистам в данной области. In the description below, a method for producing embryogenic suspensions of Funk 2717 will be disclosed, from which protoplasts that can regenerate into fertile plants can be isolated. It should be understood that other maize genotypes may be used in the described method using in most cases routine techniques known to those skilled in the art.
Стадия (a). Образование каллюса. Stage (a). Callus formation.
Выращивают растения Zea mays генотипа Funk 2717 до цветения и образования пыльцы. Незрелые зародыши удаляют из початков и помешают на среду для инициирования. Зародыши обычно имеют длину между 1 и 4 мм, предпочтительно между 1,5 и 3 мм, а более предпочтительно между 2 и 2,5 мм. Среда для инициирования может быть жидкой или отвержденной. Может быть использована любая среда для инициирования, способная индуцировать каллюс. Некоторые подходящие примеры включают, но не ограничиваются теми средами, которые основаны на MS-среде (Murashige T. and SRoog F., Physiol. Plant. 15 (1962) 473), среде N 6 (Chu et al., Scientia Sinica 18, (1975) 659), B5-среде (Gamborg o et al., Exp. Cell. Res. 50 (1968) 151), SH-среде или КМ-среде с соответствующими концентрациями сахаров и регуляторов роста растений. Другие подходящие сочетания описаны в Plant Culture Media "George E.E. et al/ /eds/, Exegetics Ltd, Edington, Westbury, Wiltshire, England /1987/. Zea mays plants of the Funk 2717 genotype are grown before flowering and pollen formation. Immature embryos are removed from the cobs and placed on medium for initiation. The embryos typically have a length between 1 and 4 mm, preferably between 1.5 and 3 mm, and more preferably between 2 and 2.5 mm. The initiation medium may be liquid or solidified. Any initiation medium capable of inducing callus may be used. Some suitable examples include, but are not limited to, those based on the MS medium (Murashige T. and SRoog F., Physiol. Plant. 15 (1962) 473), medium No. 6 (Chu et al.,
Каллюс удаляют из культивированных незрелых зародышей и помещают на поддерживающую среду. Может быть использована любая поддерживающая среда, способная обеспечить пролиферацию каллюса. Некоторые подходящие примеры включают, но не ограничиваются средами, основанным на MS-cреде, N 6 среде, B5-среде или КМ-среде, с соответствующими концентрациями сахаров и регуляторов роста растений. Материал субкультивируют на свежей поддерживающей среде через соответствующий интервал времени, например, каждые 1-120 дней, предпочтительно 3-21 дня, более предпочтительно 5-14 дней. Инициирование и поддерживание может быть осуществлено на свету или в темноте, предпочтительно в темноте. Температура может быть между 0 и 50oC, предпочтительно между 20 и 32oC, более предпочтительно между 25 и 28oC.Callus is removed from cultured immature embryos and placed on a support medium. Any supportive medium capable of proliferating callus may be used. Some suitable examples include, but are not limited to, MS-based,
Субкультивирование продолжают в тех же самых условиях до тех пор, пока каллюс не будет представлять собой каллюс специального типа. Специальный тип каллюса, пригодного для использования при инициировании суспензий в соответствии с настоящим изобретением, является относительно нелипким, гранулярным и рыхлым. На фиг. 1 представлен каллюс, который пригоден для использования при инициировании эмбриогенных суспензий в соответствии с настоящим изобретением. Пригодный каллюс субкультивируют с соответствующими интервалами времени, например, каждые 1-120 дней, предпочтительно 3-21 дня, более предпочтительно 5-14 дней. Указанный специальный тип каллюса, который способен регенерировать фертильные растения Zea mays и протопласты которого могут быть регенерированы в фертильные растения, может быть изолирован и представляет собой один из предпочтительных вариантов настоящего изобретения. Subculturing is continued under the same conditions until the callus is a special type of callus. A special type of callus suitable for use in initiating suspensions in accordance with the present invention is relatively non-sticky, granular and loose. In FIG. 1 shows callus that is suitable for use in initiating embryogenic suspensions in accordance with the present invention. Suitable callus is subcultured at appropriate time intervals, for example, every 1-120 days, preferably 3-21 days, more preferably 5-14 days. The specified special type of callus, which is able to regenerate Zea mays fertile plants and whose protoplasts can be regenerated into fertile plants, can be isolated and is one of the preferred variants of the present invention.
Стадия (b) - (d) суспензионного культивирования
Специальный тип каллюса со стадии (a) помещают на жидкую среду для формирования суспензии клеток и клеточных агрегатов. Некоторые подходящие примеры жидких сред включают, но не ограничиваются средами на основе M-среды, N 6 среды, B5-среды и KM-среды с соответствующими концентрациями сахаров и регуляторов роста растений. Предпочтительной средой является N6 среда.Stage (b) - (d) suspension culture
A special type of callus from step (a) is placed on a liquid medium to form a suspension of cells and cell aggregates. Some suitable examples of liquid media include, but are not limited to, media based on M-medium,
Культуры субкультивируют с частотой, достаточной для поддержания клеток и клеточных агрегатов в жизнеспособном и пролиферирующем состоянии, например, каждые 1-120 дней, предпочтительно 3-21 дня, более предпочтительно 5-10 дней. Культуры, которые содержат агрегаты из плотных цитоплазматических, делящихся клеток, сохраняют. Культуры с высоким содержанием расширенных клеток, отбрасывают. Количество клеток, которые являются плотно цитоплазматическими, может увеличиваться со временем. The cultures are subcultured with a frequency sufficient to maintain the cells and cell aggregates in a viable and proliferating state, for example, every 1-120 days, preferably 3-21 days, more preferably 5-10 days. Cultures that contain aggregates of dense cytoplasmic, dividing cells are retained. Cultures with a high content of expanded cells are discarded. The number of cells that are tightly cytoplasmic may increase over time.
Желательным типом суспензионной культуры является культура, содержащая предпочтительно по крайней мере 50%, а более предпочтительно по крайней мере 70% клеток в агрегатах плотных, цитоплазматических делящихся клеток. Желаемый тип суспензионной культуры получают после подходящего периода времени, обычно после примерно 7 дней, предпочтительно после примерно 30 дней. Температура и световые условия являются такими же, как и в стадии (a). Суспензионная культура депонирована в АТСС, Рокквилл, Мэриленд, США, под номером хранения 40326 (дата депонирования: 20 мая 19687 г.). A desirable type of suspension culture is a culture containing preferably at least 50%, and more preferably at least 70% of the cells in aggregates of dense, cytoplasmic dividing cells. The desired type of suspension culture is obtained after a suitable period of time, usually after about 7 days, preferably after about 30 days. The temperature and light conditions are the same as in step (a). Suspension culture was deposited in ATCC, Rockville, Maryland, USA, under storage number 40326 (date of deposit: May 20, 19687).
Следовательно, в настоящем изобретении описан способ получения суспензионных культур клеток Zea mays и клеточных агрегатов, из которых могут быть изолированы протопласты, причем протопласты способны регенерировать фертильные растения, состоящие из стадий:
(a) получение каллюса, который является относительно нелипким, гранулярным и рыхлым, на индукционной и поддерживающей средах.Therefore, the present invention describes a method for producing suspension cultures of Zea mays cells and cell aggregates from which protoplasts can be isolated, and protoplasts are able to regenerate fertile plants, consisting of the stages:
(a) receiving callus, which is relatively non-sticky, granular and loose, on induction and support media.
(b) переноса каллюса на жидкую среду для образования суспензии клеток или клеточных агрегатов. (b) transferring callus to a liquid medium to form a suspension of cells or cell aggregates.
(c) субкультивирования суспензии (i) в течение периода времени (предпочтительно в течение примерно 7 дней), достаточного для получения протопластов в жизнеспособной, деляющейся стадии, способных к регенерации в фертильные растения, и (ii) с частотой, достаточной для поддержания любых клеток и клеточных агрегатов в жизнеспособном состоянии, и
(d) отбора и сохранения тех культур из продукта стадии (c), которые содержат агрегаты из плотных, цитоплазматических, делящихся клеток.(c) subculturing the suspension (i) for a period of time (preferably about 7 days) sufficient to produce protoplasts in a viable, dividing stage capable of regeneration into fertile plants, and (ii) with a frequency sufficient to maintain any cells and cell aggregates in a viable state, and
(d) selection and preservation of those cultures from the product of stage (c) that contain aggregates from dense, cytoplasmic, dividing cells.
Стадия (e1) - получение протопластов
Изоляцию протопластов проводят путем инкубации каллюсов или суспензионной культуры клеток или клеточных агрегатов (полученных в соответствии со стадиями (a) - (d) выше) с ферментным препаратом, который удаляет клеточные стенки. Подходящие ферментные препараты известны на данном уровне техники. Особенно подходящим ферментным препаратом является, например, препарат, содержащий 4% мас./объем RS целлюлозы (Якулт Фармацеутикал Инд., Ко, Лтд, Шингикан Шо, Нишиномия, Япония) с 1% мас./объем Розима (Ром энд Хаас, Филадельфия, ПА, США) в КМС солевом растворе (8,65 г/л KCl, 12,5 г/л CaCl2 • 2H2O, 16,47 г/л MgSO4 • 7H2O, 5 г/л MES pH 5,6). Переваривание осуществляют при температуре между 0 и 50oC, предпочтительно между 10 и 35oC, более предпочтительно между 26 и 32oC. Переваривание продолжают до тех пор, пока не освободятся протопласты. Время, требующееся для переваривания, обычно составляет от 30 минут до 5 дней, предпочтительно между 1 часом и 1 днем более предпочтительно между 3 и 5 часами.Stage (e1) - obtaining protoplasts
Protoplast isolation is carried out by incubating calli or a suspension culture of cells or cell aggregates (obtained in accordance with steps (a) - (d) above) with an enzyme preparation that removes cell walls. Suitable enzyme preparations are known in the art. A particularly suitable enzyme preparation is, for example, a preparation containing 4% w / v RS pulp (Yakult Pharmacyutical Ind., Co., Ltd., Shingikan Sho, Nishinomiya, Japan) with 1% w / v Rosima (Rum and Haas, Philadelphia , PA, USA) in CMC saline solution (8.65 g / l KCl, 12.5 g / l CaCl 2 • 2H 2 O, 16.47 g / l MgSO 4 • 7H 2 O, 5 g / l MES pH 5.6). Digestion is carried out at a temperature between 0 and 50 o C, preferably between 10 and 35 o C, more preferably between 26 and 32 o C. Digestion is continued until protoplasts are released. The time required for digestion is usually from 30 minutes to 5 days, preferably between 1 hour and 1 day, more preferably between 3 and 5 hours.
Следовательно, кроме того, настоящее изобретение обеспечивает способ получения протопластов Zea mays, способных к регенерации фертильных растений, указанный способ состоит из стадий:
(a) получение каллюса, который является относительно нелипким гранулярным и рыхлым, на индуцирующей каллюс и поддерживающей каллюс средах,
(b) перенос каллюса на жидкую среду для получения суспензии клеток или клеточных агрегатов,
(c) субкультивирование суспензии (i) в течение периода времени (предпочтительно в течение примерно 7 дней), достаточного для получения протопластов в жизнеспособной, делящейся стадии, способных к регенерации в фертильные растения, и (ii) с частотой, достаточной для поддержания любых клеток и клеточных агрегатов в жизнеспособном состоянии,
(d) отбор и поддержание тех культур из продута стадии (c), которые содержат агрегаты плотных, цитоплазматических, делящихся клеток,
(e1) удаление клеточных стенок с помощью подходящих ферментов и изолирование полученных в результате протопластов.Therefore, in addition, the present invention provides a method for producing Zea mays protoplasts capable of regenerating fertile plants, said method comprising the steps of:
(a) obtaining callus, which is relatively non-sticky, granular and loose, in callus-inducing and callus-supporting environments,
(b) transferring callus to a liquid medium to obtain a suspension of cells or cell aggregates,
(c) subculturing the suspension (i) for a period of time (preferably about 7 days) sufficient to produce protoplasts in a viable, dividing stage capable of regeneration into fertile plants, and (ii) with a frequency sufficient to maintain any cells and cell aggregates in a viable state,
(d) selecting and maintaining those cultures from the product of step (c) that contain aggregates of dense, cytoplasmic, dividing cells,
(e1) removing cell walls using suitable enzymes and isolating the resulting protoplasts.
Высвобожденные протопласты собирают и очищают с помощью стандартных методик, таких как фильтрация и центрифугирование. Released protoplasts are collected and purified using standard techniques such as filtration and centrifugation.
Стадия (e2). Обработка протопластов экзогенной ДНК. Stage (e2). Treatment of protoplasts of exogenous DNA.
Протопласты могут быть обработаны экзогенной ДНК таким образом, чтобы получить клетки, которые содержат всю или часть экзогенной ДНК, стабильно введенную в их генетический материал. Экзогенная ДНК представляет собой любую ДНК, добавленную к протопласту. Экзогенная ДНК может содержать промотор, активный в Zea mays или может использовать промотор, уже имеющийся в геноме Zea mays. Protoplasts can be treated with exogenous DNA in such a way as to obtain cells that contain all or part of exogenous DNA stably introduced into their genetic material. Exogenous DNA is any DNA added to a protoplast. Exogenous DNA may contain a promoter active in Zea mays or may use a promoter already present in the Zea mays genome.
Экзогенная ДНК может быть химерическим геном или его частью. Обработка протопластов экзогенной ДНК может быть проведена в соответствии с методиками, описанными в следующих публикациях:
(Paszkowski J. et al. The EMBO Journal 3, 12 (1984) 2717-2732; европейская заявка на патент EP-0 164 575 (Paszkowski, J. et al);
Shillito R.D. et al. Bio (Techonology, 3 (1985) 1099-1103; Potrykus I et al., Mol. Gen. Genet 199 (1985) 183-188; Zoers H., et al., Mol. Gen. Genet., 199 (1985) 178-182; Fromm M.E. et al., Nature, 319 (1986) 79)1-793; британская заявка на патент GB-2 140 822 (Mettler I.J.): и Negrutiu I. et al., Plant Mol. Biology 8 (1987) 363-373). Эти публикации приведены здесь в качестве уровня техники.Exogenous DNA may be a chimeric gene or part of it. Processing of protoplasts of exogenous DNA can be carried out in accordance with the methods described in the following publications:
(Paszkowski J. et al. The
Shillito RD et al. Bio (Techonology, 3 (1985) 1099-1103; Potrykus I et al., Mol. Gen. Genet 199 (1985) 183-188; Zoers H., et al., Mol. Gen. Genet., 199 (1985) 178-182; Fromm ME et al., Nature, 319 (1986) 79) 1-793; British Patent Application GB-2 140,822 (Mettler IJ): and Negrutiu I. et al., Plant Mol. Biology 8 (1987) 363-373). These publications are provided here as a prior art.
Экзогенная ДНК может быть добавлена в любой форме, такой как, например, незащищенная линейная или кольцевая ДНК, ДНК, капсулированная в липосомы, ДНК в шаропластах, ДНК и других растительных протопластах, ДНК, комплексно связанная с солями. ДНК в форме нуклеосом, хромосом или ядер или их частей и т.п. Внедрение инородной ДНК может быть стимулировано с помощью любого известного подходящего способа на данном уровне техники, включая методики, описанные в приведенных выше ссылках. Exogenous DNA can be added in any form, such as, for example, unprotected linear or circular DNA, DNA encapsulated in liposomes, DNA in charoplasts, DNA and other plant protoplasts, DNA complexed with salts. DNA in the form of nucleosomes, chromosomes or nuclei or parts thereof, and the like. The introduction of foreign DNA can be stimulated using any known suitable method in the art, including the techniques described in the above links.
В первую очередь, химерические гены, рассматриваемые в настоящем изобретении, являются такими, которые обеспечивают трансформированным протопластам растений, происходящим из протопластов тканям и, наконец, происходящим из протопластов растениям, появление новых фенотипических свойств (ценных свойств), таких как повышенная устойчивость к паразитам (например, Arthropods, включая насекомых и клещей, нематод и т.п.); повышенная устойчивость к патогенам (например, к фитопатогенным грибам, бактериям, вирусам и т. п.); повышенная устойчивость к химикатам (например, гербицидам (таким как триазины, карбаматы, мочевины, динитроанилиды, сульфонилмочевины, имидазолиноны, триазоло-пиримидины, биалафос, глифосат и т.п.), инсектициды или другие биоциды), повышенная устойчивость к цитотоксинам (например, к гидромицину, канамицину, хлорамфениколу и т.п.); повышенная устойчивость к вредным воздействиям окружающей среды (почвенным или атмосферным) (например, к теплу, холоду, ветру, почвенным условиям, влаге, засухе и т.п.); с повышенным образованием желательных веществ (например, в листьях, семенах, клубнях, корнях, стеблях и т.п.). Желательные вещества, продуцируемые генетически измененным растением, включают белки, крахмалы, сахара, аминокислоты, алкалоиды, ароматические вещества, окрашивающие вещества, жиры и т.п.); пониженное образование нежелательных веществ (например, токсинов, ингибиторов протеаз, нежелательных ароматических веществ, нежелательных белков, жиров, углеводов или вторичных метаболитов и т.п.); или модифицированные морфологические или эволюционные фенотипические свойства (например, изменение высоты, характер произрастания, формы, цвета, крепкости, времени цветения и т.п.). First of all, the chimeric genes considered in the present invention are those that provide transformed plant protoplasts originating from protoplasts to tissues and, finally, originating from protoplasts to plants, the appearance of new phenotypic properties (valuable properties), such as increased resistance to parasites ( for example, Arthropods, including insects and ticks, nematodes, etc.); increased resistance to pathogens (for example, to phytopathogenic fungi, bacteria, viruses, etc.); increased resistance to chemicals (e.g. herbicides (such as triazines, carbamates, ureas, dinitroanilides, sulfonylureas, imidazolinones, triazolo-pyrimidines, bialaphos, glyphosate, etc.), insecticides or other biocides), increased resistance to cytotoxins (e.g. to hydromycin, kanamycin, chloramphenicol, etc.); increased resistance to harmful environmental influences (soil or atmospheric) (for example, heat, cold, wind, soil conditions, moisture, drought, etc.); with increased formation of the desired substances (for example, in leaves, seeds, tubers, roots, stems, etc.). Desirable substances produced by a genetically modified plant include proteins, starches, sugars, amino acids, alkaloids, aromatic substances, coloring agents, fats, etc.); reduced formation of undesirable substances (for example, toxins, protease inhibitors, undesirable aromatic substances, undesirable proteins, fats, carbohydrates or secondary metabolites, etc.); or modified morphological or evolutionary phenotypic properties (for example, changes in height, nature of growth, shape, color, strength, flowering time, etc.).
Устойчивость к цитотоксинам может быть придана геном, экспрессирующим в клетках растения фермент, который детоксифицирует цитотоксин, например, неомицин фосфотрансферазу типа II или аминогликозид фосфотрансферазу типа IV для детоксификации канамицина, гидромицина и других аминогликозидных антибиотиков, или глютатион S-трансферазу или цитохром P-450 или другой катаболический фермент, известный для детоксификации триазиновых, сульфонилмочевинных или других гербицидов. Устойчивость к цитотоксинам может быть также придана с помощью гена, который экспрессирует в растении форму "целевого фермента" (сайт действия цитотоксина), который является устойчивым к цитотоксину, например, форму ацетогидрокси кислой синтазы, которая является нечувствительной и ингибированию сульфонилмочевинами или имидазолинонами или другими гербицидами, действующими на этой стадии метаболизма, или форму 5-енолпирувил шикимат-3-фосфат (EPSP) синтазы, которая является нечувствительной к ингибированию глифосатом. Может быть целесообразным экспрессировать эти измененные целевые ферменты в форме, которая позволяет их транспорт в клетке растения в нужный клеточный отдел, а именно в хлоропласт, в приведенных выше примерах. Cytotoxin resistance can be imparted by a gene expressing an enzyme in plant cells that detoxifies a cytotoxin, for example, neomycin phosphotransferase type II or aminoglycoside phosphotransferase type IV for detoxification of kanamycin, hydromycin and other aminoglycoside P or trans-glutathione S-transferase another catabolic enzyme known for the detoxification of triazine, sulfonylurea or other herbicides. Cytotoxin resistance can also be imparted using a gene that expresses a “target enzyme” form (cytotoxin action site) in a plant that is cytotoxin resistant, for example, an acetohydroxy acid synthase that is insensitive and inhibited by sulfonylureas or imidazolinones or other herbicides acting at this metabolic stage, or a form of 5-enolpyruvyl shikimate-3-phosphate (EPSP) synthase, which is insensitive to glyphosate inhibition. It may be appropriate to express these altered target enzymes in a form that allows their transport in the plant cell to the desired cell division, namely to the chloroplast, in the above examples.
В некоторых случаях является целесообразным нацелить генный продукт в митохрондрии, вакуоли, в эндопламатические везикулы или другие частиц клеток или даже в межклеточное (апопластичное) пространство. In some cases, it is advisable to target the gene product in mitochondria, vacuoles, into endoplasmic vesicles or other cell particles, or even into the intercellular (apoplastic) space.
Устойчивость к некоторым классам грибов может быть придана при введении гена, который экспрессирует хитиназу в тканях растений. Многие патогенные для растений грибы содержат хитин как интегральную часть гифовой или споровой структуры, включая базидиомицеты (головни и ржавчины) и аскомицеты и несовершенные грибы (включая Alternaria и Bipolaris, Exerohilum turcicum, Colletotricum, Gleocercospora и Cercospora). Хитиназа может ингибировать рост мицелия некоторых патогенов ин винтро. Листья и корни растения, экспрессирующие хитиназу, защищены против многих типов грибных нападений. Resistance to certain classes of fungi can be imparted by introducing a gene that expresses chitinase in plant tissues. Many plant pathogenic fungi contain chitin as an integral part of the hyphae or spore structure, including basidiomycetes (smut and rust) and ascomycetes and imperfect fungi (including Alternaria and Bipolaris, Exerohilum turcicum, Colletotricum, Gleocercospora and Cercospora). Chitinase can inhibit the growth of mycelium of certain pathogen in vintro. The leaves and roots of a plant expressing chitinase are protected against many types of fungal attacks.
Устойчивость к паразитам может быть придана геном, кодирующим пестицидный полипептид. Resistance to parasites can be imparted by a gene encoding a pesticidal polypeptide.
Устойчивость к Arthropods может быть придана, например, геном кодирующим полипептид, который является токсичным для стадий личинок и имаго, или придает растению непривлекательность для личинок, так что они меньше его едят. Resistance to Arthropods can be given, for example, by a gene encoding a polypeptide that is toxic to the stages of larvae and adults, or makes the plant unattractive to larvae, so that they eat less.
Подходящим геном в этом контексте является кристаллический белок Вторым классом белков, которые будут придавать устойчивость растению, являются ингибиторы протеаз. Ингибиторы протеаз являются обычными составляющими запасных структур растения (Ryan C., Ann. Rev. Plant Physiol; 24 (1973) 173 - 196). Ингибирование развития насекомых было приписано наличию ингибитра трипсина в муке (Lipke H. , Fraenkel G. S. and Liener I.E., J. Agg. Foos chem. 2 (1954) 410 - 414). Очищенный ингибитор протеазы Баумана-Бирка, выделенный из соевой муки, как было показано, ингибирует протеазы кишечника личинок Tenebrio (Berk V, Gertler A. and Khalef S., Biochem. Biophys. Acta, 67 (1963) 326 - 328). Ген, кодирующий ингибитор трипсина вигны китайской, описан Hilder et al (Nature, 330 (1987) 160 - 163).A suitable gene in this context is crystalline protein. The second class of proteins that will confer resistance to the plant are protease inhibitors. Protease inhibitors are common constituents of plant storage structures (Ryan C., Ann. Rev. Plant Physiol; 24 (1973) 173 - 196). Inhibition of insect development has been attributed to the presence of a trypsin inhibitor in flour (Lipke H., Fraenkel GS and Liener IE, J. Agg. Foos chem. 2 (1954) 410-414). A purified Bauman-Birka protease inhibitor isolated from soybean flour has been shown to inhibit intestinal proteases of Tenebrio larvae (Berk V, Gertler A. and Khalef S., Biochem. Biophys. Acta, 67 (1963) 326 - 328). The gene encoding the Chinese cowpea trypsin inhibitor is described by Hilder et al (Nature, 330 (1987) 160-163).
Ген, кодирующий ингибитор протеазы, может быть помещен под контролем промотора растения, предпочтительно конститутивного промотора, такого как 35S прмотор вируса мозаики подсолнечника (CaM V), в подходящем векторе, таком как описанный ниже вектор pCIB 710. The gene encoding the protease inhibitor can be placed under the control of a plant promoter, preferably a constitutive promoter, such as the 35S protector of the sunflower mosaic virus (CaM V), in a suitable vector such as the
Например, ген, кодирующий последовательность ингибитора протеазы Баумана-Бирка сои, может быть получен с использованием методов клонирования кДНК, описанных Хаммондом с сотр. (J. Biol. Chem. 259 (1984) 9883 - 9890). Соответствующий клон может быть идентифицирован или иммуноосаждением гибрида, выбранного мРНК, как описано Хаммондом с сотр., или зондированием при низкой волокнистости с синтетическим олигонуклеотидом, содержащим 50 или более оснований с 5'-конца последовательности, кодирующей заранее определенную аминокислотную последовательность (аминокислотные последовательности приведены в справочнике Г. Фасмана "Handbook of Biochemistry and Molecular Biology, 2 (1976) 611 - 620). Например, для клонирования гена для ингибитора трипсина Куница из сои в качестве зонда использован следующий нуклеотид:
AA Asp Phe Val Leu Asp Asn Glu Gly Asn Pro Leu Glu Asn Gly зонд 5'-GAC TTC GTT GTG GAC AAC GAA GGT AAC CCG GTG GAA AAC GGT Gly Thr Tyr Tyr Ile Leu Ser AGP Ile Thr Ala Phe Gly Gly GGT ACC TAC TAC ATC CTG TCC GAC ATC ACC GCT TTC GGT GGT-3'
Клонированный фрагмент ДНК может быть секвенсирован с использованием, например, методики Максима и Гилберта (Methods Enzymol., 65 (1980) 499 - 560) и идентифицирован начальный сайт трансляции. Если клонированный фрагмент ДНК длиннее, чем кодирующая последовательность, дополнительные 5'- и 3'-последовательности резектируются Bal 31. Если клонированный фрагмент ДНК короче, чем кодирующая последовательность, используют клонированную ДНК в качестве праймера для растяжения праймера мРНК (Maniatis et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual (1982), Cold Spring Harbor, N. Y.) и реклонируют расширенную ДНК.For example, a gene encoding a sequence of a Bauman-Birka soybean protease inhibitor can be obtained using cDNA cloning methods described by Hammond et al. (J. Biol. Chem. 259 (1984) 9883 - 9890). The corresponding clone can be identified either by immunoprecipitation of a hybrid selected by mRNA, as described by Hammond et al., Or by probing at a low fiber with a synthetic oligonucleotide containing 50 or more bases from the 5'-end of the sequence encoding a predetermined amino acid sequence (amino acid sequences are shown in handbook of G. Fasman "Handbook of Biochemistry and Molecular Biology, 2 (1976) 611 - 620). For example, for probe cloning of a soybean trypsin inhibitor from soybeans, a probe was used en the following nucleotide:
AA Asp Phe Val Leu Asp Asn Glu Gly Asn Pro Leu Glu Asn Gly Probe 5'-GAC TTC GTT GTG GAC AAC GAA GGT AAC CCG GTG GAA AAC GGT Gly Thr Tyr Tyr Ile Leu Ser AGP Ile Thr Ala Phe Gly Gly GGT ACC TAC TAC ATC CTG TCC GAC ATC ACC GCT TTC GGT GGT-3 '
The cloned DNA fragment can be sequenced using, for example, the Maxim and Gilbert techniques (Methods Enzymol., 65 (1980) 499-560) and the starting translation site is identified. If the cloned DNA fragment is longer than the coding sequence, additional 5'- and 3'-sequences are resected by
Прибавляют соответствующие линкеры к ДНК, кодирующей белок и вставляют фрагмент в выбранный вектор (кассета), например pCIB 710, так что ген находится под контролем желаемого промотора (CaMV 35S и pCIB 710). The appropriate linkers are added to the DNA encoding the protein and the fragment is inserted into the selected vector (cassette), for
Альтернативным способом получения гена для ингибиторов протеаз с меньше, чем 100 аминокислотами, таких как ингибитор трипсина лимской фасоли, является их синтез. Кодирующая последовательность является заранее определенной соответствующими сайтами обратной трансляции и рестрикции для целевого вектора, включенными с каждого конца. Синтетический ген получают путем синтеза перекрывающихся олигонуклеотидов из 30 - 60 оснований. Эти фрагменты киназируют, лигируют (Maniatis et al., выше) и клонируют в соответствующий вектор. An alternative method for generating a gene for protease inhibitors with less than 100 amino acids, such as a trypsin inhibitor of lima beans, is to synthesize them. The coding sequence is predetermined by the corresponding reverse translation and restriction sites for the target vector, included at each end. A synthetic gene is obtained by synthesizing overlapping oligonucleotides from 30-60 bases. These fragments kinase, ligate (Maniatis et al., Supra) and clone into the corresponding vector.
Клон, вставка которого находится в нужной ориентации, может быть идентифицирован секвенсированием. Плазмиду ДНК изолируют и используют для введения в протопласты кукурузы. A clone whose insertion is in the desired orientation can be identified by sequencing. Plasmid DNA is isolated and used to introduce maize into protoplasts.
Следовательно, в настоящем изобретении описан способ, в котором способ, описанный в стадиях (a) - (d), кроме того содержит стадию:
(e2) обработки протопластов со стадии (e1), способных к регенерации в фертильные растения, экзогенной ДНК, чтобы получить клетки, которые содержат всю или часть экзогенной ДНК, стабильно введенной в их генетический материал.Therefore, the present invention describes a method in which the method described in steps (a) to (d) further comprises the step of:
(e2) treating protoplasts from step (e1) capable of regenerating exogenous DNA into fertile plants to obtain cells that contain all or part of exogenous DNA stably introduced into their genetic material.
Способ получения Zea mays, имеющих стабильно введенную экзогенную ДНК, предпочтительно экзогенную ДНК, экспрессируемую в Zea mays, является еще одним предпочтительным объектом настоящего изобретения
Особенно предпочтительным способом получения трансгенных Zea mays является тот, где стабильно введенная экзогенная ДНК является химерным геном, который кодирует полипептид, обладающий по существу токсичностью по отношению к насекомым (инсектицидной активностью) кристаллического белка
Стадия (f). Посев протопластов.A process for the preparation of Zea mays having stably introduced exogenous DNA, preferably exogenous DNA expressed in Zea mays, is another preferred aspect of the present invention.
A particularly preferred method for producing transgenic Zea mays is where the stably introduced exogenous DNA is a chimeric gene that encodes a polypeptide that is substantially toxic to the insect (insecticidal activity) of the crystalline protein
Stage (f). Sowing protoplasts.
Протопласты высевают для культивирования или с или без обработки ДНК в жидкой или отвержденной культуральной среде. Некоторые примеры подходящих культуральных сред включают, но не ограничиваются средами, основанными на КМ-среде, N6-среде, B5-среде и MS-среде, с соответствующими концентрациями сахаров и регуляторов роста растений. Предпочтительной средой является KM-среда, содержащая отверждающий агент. Предпочтительным отверждающим агентом является агароза, особенно Sea PlagueR агароза (европейская заявка на патент EP-0 129 668, Shillito R.D. et al., (1984). При ее использовании концентрации Sea PlagueR агарозы может быть между 0,1% и 2,5% мас./объем, предпочтительно между 0,6% и 1,5% мас./объем. Оптимальная концентрация других отверждающих агентов может меняться, но может быть легко определена.Protoplasts are seeded for cultivation with or without DNA treatment in a liquid or cured culture medium. Some examples of suitable culture media include, but are not limited to, media based on KM medium, N6 medium, B5 medium and MS medium, with appropriate concentrations of sugars and plant growth regulators. A preferred medium is a KM medium containing a curing agent. Agarose is a preferred curing agent, especially Sea Plague R agarose (European Patent Application EP-0 129 668, Shillito RD et al., (1984). When used, Sea Plague R agarose concentrations may be between 0.1% and 2, 5% w / v, preferably between 0.6% and 1.5% w / v The optimum concentration of other curing agents may vary, but can be easily determined.
Среда, в которой обычно культивируют протопласты в присутствии подходящих регуляторов роста растений (таких как ауксины и/или цитокинины и т.п.), способствует делению протопластов и образованию колоний. Подходящие регуляторы роста растений включают, но не ограничиваются, 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислотой (2,4-Д), 3,6-дихлор-2-метоксибензойной кислотой (дикамба), 4-амино-3,6,6-трихлорпиколиновой кислотой (пиклорам) и пара-хлорфеноксиуксусной кислотой (pCPA). Количество регулятора роста растений является эффективным для регулирования роста растений, нетоксичным количеством. Концентрация таких регуляторов роста растений обычно находится в интервале от 0,01 до 100 мг/л, предпочтительно 0,1 - 100 мг/л, более предпочтительно 0,1 - 10 мг/л, еще более предпочтительно 0,3 - 3 мг/л. The medium in which protoplasts are usually cultured in the presence of suitable plant growth regulators (such as auxins and / or cytokinins, etc.) promotes protoplast division and colony formation. Suitable plant growth regulators include, but are not limited to, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), 3,6-dichloro-2-methoxybenzoic acid (dicamba), 4-amino-3,6,6-trichloropicolinic acid (picloram) and para-chlorophenoxyacetic acid (pCPA). The amount of plant growth regulator is effective for regulating plant growth, a non-toxic amount. The concentration of such plant growth regulators is usually in the range from 0.01 to 100 mg / L, preferably 0.1 to 100 mg / L, more preferably 0.1 to 10 mg / L, even more preferably 0.3 to 3 mg / l
Неожиданно было обнаружено, что О-низший алканоилсалициловые кислоты (о-ацетилсалициловая кислота и ее гомологи/ одни или в сочетании с регуляторами роста растений и/или ДМСО промотрируют деление или образование колоний из протопластов растений, предпочтительно протопластов Zea mays Термин "низший алканоил" означает алканоильные группы, имеющие 1 - 7, предпочтительно 1 - 4, более предпочтительно 2 - 3 атома углерода. Unexpectedly, it was found that O-lower alkanoylsalicylic acids (o-acetylsalicylic acid and its homologs / alone or in combination with plant growth regulators and / or DMSO promote the division or formation of colonies from plant protoplasts, preferably Zea mays protoplasts. The term "lower alkanoyl" means alkanoyl groups having 1 to 7, preferably 1 to 4, more preferably 2 to 3 carbon atoms.
Предпочтительными О-низший алканоилсалициловыми кислотами являются О-ацетилсалициловая кислота и О-пропионилсалициловая кислота, предпочтительно О-ацетилсалициловая кислота. Preferred O-lower alkanoylsalicylic acids are O-acetylsalicylic acid and O-propionylsalicylic acid, preferably O-acetylsalicylic acid.
Количество О-низший алканоилсалициловой кислоты должно быть достаточным для промотирования деления клеток и образования колоний. Предпочтительным является эффективное рострегулирующее, нетоксичное количество. Подходящими концентрациями О-низший алкеноил-салициловых кислот является интервал от 0,1 до 3000 мг/л, предпочтительно в интервале от 10 до 300 мг/л, более предпочтительно от 10 до 100 мг/л, а еще более предпочтительно примерно 100 мг/л. The amount of O-lower alkanoylsalicylic acid should be sufficient to promote cell division and colony formation. An effective growth-regulating, non-toxic amount is preferred. Suitable concentrations of O-lower alkenoyl-salicylic acids are in the range of 0.1 to 3000 mg / L, preferably in the range of 10 to 300 mg / L, more preferably 10 to 100 mg / L, and even more preferably about 100 mg / l
Количество ДМСО является достаточным для промотирования деления клеток или образования колоний. Подходящими концентрациями ДМСО являются концентрации в интервале от 0 до 3%, предпочтительно, 0,01 - 2%, более предпочтительно 0,1 - 1%. The amount of DMSO is sufficient to promote cell division or colony formation. Suitable concentrations of DMSO are those in the range of 0 to 3%, preferably 0.01 to 2%, more preferably 0.1 to 1%.
Следовательно, в настоящем изобретении описан способ повышения деления клеток или образования колоний из протопластов растений, предпочтительно протопластов Zea mays, заключающийся в культивировании протопластов в присутствии эффективно регулирующего рост растений нетоксичного количества О-низший алканоилсалициловой кислоты, достаточного для промотирования деления клеток или образования колоний. Используют 0,01 - 100 мг/д, предпочтительно 0,1 - 100 мг/л, более предпочтительно 0,1 - 10 мг/л, еще более предпочтительно 0,3 - 3 мг/л регулятора роста растений. Therefore, the present invention describes a method for increasing cell division or colony formation from plant protoplasts, preferably Zea mays protoplasts, comprising cultivating protoplasts in the presence of an efficiently controlling plant growth of a non-toxic amount of O-lower alkanoylsalicylic acid sufficient to promote cell division or colony formation. 0.01 to 100 mg / d, preferably 0.1 to 100 mg / l, more preferably 0.1 to 10 mg / l, even more preferably 0.3 to 3 mg / l of a plant growth regulator, are used.
Предпочтительно присутствие ДМСО в количестве, промотирующем клеток или образование колоний. Предпочтительными количествами ДМСО являются 0 - 3%, предпочтительно 0,01 - 2%, более предпочтительно 0,1 - 1%. Preferred is the presence of DMSO in an amount promoting cell or colony formation. Preferred amounts of DMSO are 0 to 3%, preferably 0.01 to 2%, more preferably 0.1 to 1%.
Этот способ повышения деления или образования колоний из протопластов является пригодным для всех растительных протопластов и не ограничивается Zea mays. Особенно пригодным он является для Angiospermae и Gymnospermae, например, растений следующих семейств: Solanaceae, Crueiferae, Liliaceae, Yitaceae, Chenopodiaceae, Rutaceae, Bromoliaceae, Rubidiaceae, Theaceae, Musaceae или Graminaceae и из порядка Leguminoseae, в особенности семейства Papilionaceae. Предпочтительные растения являются представителями Solanaceae, Cruciferae и Gramineae. This method of increasing the division or colony formation from protoplasts is suitable for all plant protoplasts and is not limited to Zea mays. It is particularly suitable for Angiospermae and Gymnospermae, for example, plants of the following families: Solanaceae, Crueiferae, Liliaceae, Yitaceae, Chenopodiaceae, Rutaceae, Bromoliaceae, Rubidiaceae, Theaceae, Musaceae or Graminaceae, and especially of the family Puminuminapae. Preferred plants are representatives of Solanaceae, Cruciferae and Gramineae.
Среда, в которой культивируют протопласты, может содержать среду, которая ранее была сбалансирована для роста подходящих клеток, например, Zea mays или Dactylis glomerafa. The medium in which protoplasts are cultured may contain a medium that was previously balanced for the growth of suitable cells, for example, Zea mays or Dactylis glomerafa.
Протопласты могут быть культивированы на твердой или жидкой среде без субкультивирования в течение периода времени до 12 недель, предпочтительно до 6 недель, более предпочтительно в интервале от 3 до 4 недель. Альтернативно, твердая среда может быть помещена в жидкую среду, как описано в европейской заявке на патент EP-0 129 668, Shillito R.D. et al., (1984), или обработана некоторым другим способом, чтобы помочь делению и/или образованию колоний из протопластов. Одним из подходящих способов является культивирование вместе с выращиваемыми клетками, как описано Shneyour et al. / Plant Scince Zett. 33 (1984) 293) и Smitn et al. (Plant Science Zett 36 (1984) 67) и в примере 8S. Protoplasts can be cultured on solid or liquid medium without subculturing for a period of time up to 12 weeks, preferably up to 6 weeks, more preferably in the range from 3 to 4 weeks. Alternatively, a solid medium may be placed in a liquid medium, as described in European patent application EP-0 129 668, Shillito R.D. et al., (1984), or processed in some other way to help fission and / or colony formation from protoplasts. One suitable method is culturing together with cultured cells as described by Shneyour et al. / Plant Scince Zett. 33 (1984) 293) and Smitn et al. (Plant Science Zett 36 (1984) 67) and in Example 8S.
Протопласты культивируют на свету или, предпочтительно, в темноте при температуре между 0 и 50oC, предпочтительно между 20 и 32oC, более предпочтительно между 25 и 28oC. Интенсивность света обычно составляет 0,1 - 200 мкЕ/(м2•с) (микроЭнштйен) (м2•с), предпочтительно 0,1 - 100 мкЕ/(м2•с), более предпочтительно 30 - 90 мкЕ/(м2•с), еще более предпочтительно 10 - 40 мкЕ/(м2•с). Каллюс, развивается из протопластов, культивированных на твердой среде, а каллюс, происходящий из протопластов согласно стадии (f), может быть субкультивирован на поддерживающей среде, как описано для каллюса на стадии (a), а затем субкультивирован на регенерирующей среде согласно стадии (g), или может быть непосредственно субкультивирован на регенерирующей среде согласно стадии (g).Protoplasts are cultured in the light or, preferably, in the dark at a temperature between 0 and 50 o C, preferably between 20 and 32 o C, more preferably between 25 and 28 o C. The light intensity is usually 0.1 to 200 μE / (m 2 • c) (microEstien) (m 2 • s), preferably 0.1 to 100 μE / (m 2 • s), more preferably 30 to 90 μE / (m 2 • s), even more preferably 10 to 40 μE / (m 2 • s). Callus develops from protoplasts cultured on a solid medium, and callus originating from protoplasts according to stage (f) can be subcultured on a support medium, as described for callus in stage (a), and then subcultured on a regenerating medium according to stage (g) ), or can be directly subcultured on a regenerating medium according to stage (g).
Стадия (g). Регенерация ростков. Stage (g). Sprout regeneration.
Каллюс, который образовался из протопластов согласно стадии (f), субкультивируют один или более раз на подходящих средах, чтобы регенерировать фертильное растение. Некоторые примеры подходящих культуральных сред включают, но не ограничиваются теми средами, которые основаны на N6-среде, B5-среде, MS-среде или KM-среде, с соответствующими концентрациями сахаров, регуляторов роста растений и в некоторых случаях ДМСО. Предпочтительной средой является N6-среда без регуляторов роста, или содержащая цитоксин и/или другие регуляторы роста растений, стимулирующие регенерацию ростков и/или содержащие О-низший алканоилсалициловую кислоту, необязательно в дополнительном сочетании с ДМСО, как описано выше в стадии (1). Появляется каллюс, содержащий дифференциированные клетки и клеточные агрегаты (фиг. 6) после соответствующего периода времени, обычно 1 недели до 6 месяцев, более типично 1 - 3 месяца. Затем каллюс дифференциируется с образованием ростков после соответствующего дополнительного времени, обычно от 1 недели до 6 месяцев, более типично 1-3 месяцев. Callus, which is formed from protoplasts according to step (f), is subcultured one or more times in suitable media to regenerate a fertile plant. Some examples of suitable culture media include, but are not limited to, those based on N6 medium, B5 medium, MS medium, or KM medium, with appropriate concentrations of sugars, plant growth regulators, and in some cases DMSO. The preferred medium is N6 medium without growth regulators, or containing cytoxin and / or other plant growth regulators that stimulate the regeneration of sprouts and / or containing O-lower alkanoylsalicylic acid, optionally in additional combination with DMSO, as described above in step (1). Callus appears containing differentiated cells and cell aggregates (Fig. 6) after an appropriate period of time, usually 1 week to 6 months, more typically 1 to 3 months. Callus then differentiates to form sprouts after an appropriate additional time, usually from 1 week to 6 months, more typically 1-3 months.
Каллюс культивируют на этой стадии на свету. Интенсивность света обычно находится между 0,1 и 100 мкЕ/(м2•с), предпочтительно между 30 и 80 мкЕ/(м2•с).Callus is cultured at this stage in the light. The light intensity is usually between 0.1 and 100 μE / (m 2 • s), preferably between 30 and 80 μE / (m 2 • s).
Стадия (h). Получение фертильного растения из ростка. Stage (h). Getting a fertile plant from a germ.
Ростки переносят на подходящую среду, например, N6 среду без регуляторов роста растений. Альтернативно могут быть добавлены регуляторы роста, стимулирующие рост корней или побегов. Ростки культивируют на этой среде до тех пор, пока они не образуют корней. Время, требующееся для образования корней, обычно составляет 1 - 6 недель, более типично примерно 2 недели. Когда корни и ростки достаточно вырастут, растения переносят в почву и осторожно прижимают. Достаточной длиной корней на этой стадии является интервал от 1 до 10 см, более типично 2 - 5 см, а для ростков она находится в интервале от 1 до 15 см, более типично 2 - 10 см. Sprouts are transferred to a suitable medium, for example, N6 medium without plant growth regulators. Alternatively, growth regulators that stimulate root or shoot growth can be added. Sprouts are cultivated on this medium until they form roots. The time required for root formation is usually 1 to 6 weeks, more typically about 2 weeks. When the roots and sprouts have grown enough, the plants are transferred to the soil and carefully pressed. A sufficient root length at this stage is an interval from 1 to 10 cm, more typically 2 to 5 cm, and for shoots it is in the range from 1 to 15 cm, more typically 2 to 10 cm.
Растения выращивают до цветения и полового размножения или проводят вегетативное размножение обычным путем. Plants are grown before flowering and sexual reproduction or vegetative propagation is carried out in the usual way.
Трансгенные растения кукурузы, содержащие экзогенную ДНК, могут быть поддержаны в культуре или могут быть регенерированы в растения. Клетки растений кукурузы, в которые может быть введена экзогенная ДНК, включают любые клетки растений кукурузы, способные к восприятию, репликации и экспрессии чужеродных генов на подходящем уровне. Некоторыми пригодными клетками растений кукурузы являются, например, клетки, выделенные из инбредных линий Funk 57984, Funk 5H986, Funk 2717, 211D, Funk 2N217A, B73, A632, CM105, B37, B84, B14, Mo 17, R168, MS71, A188, FA91, A641, и W117. Предпочтительными являются все элитные генотипы. Более предпочтительными являются все элитные генотипы. Более предпочтительными являются все инбредные линии. Еще более предпочтительными являются все элитные инбредные линии, особенно элитные инбредные линии Funk 5N984, Funk 5N986, Funk 2717, Funk 211D или Funk 2N217A, а еще более предпочтительная Funk 2717. Transgenic maize plants containing exogenous DNA can be maintained in culture or can be regenerated into plants. Corn plant cells into which exogenous DNA can be introduced include any corn plant cells capable of accepting, replicating, and expressing foreign genes at an appropriate level. Some suitable corn plant cells are, for example, cells isolated from the inbred lines Funk 57984, Funk 5H986, Funk 2717, 211D, Funk 2N217A, B73, A632, CM105, B37, B84, B14, Mo 17, R168, MS71, A188, FA91, A641, and W117. All elite genotypes are preferred. More preferred are all elite genotypes. More preferred are all inbred lines. Even more preferred are all elite inbred lines, especially the elite inbred lines Funk 5N984, Funk 5N986, Funk 2717, Funk 211D or Funk 2N217A, and even more preferred Funk 2717.
Культуральная среда, способная поддерживать конкретную клетку растения в культуре, может зависеть от использованного генотипа растения кукурузы. Например, некоторые подходящие среды включают, но не ограничиваются средами, основанными на MS (Murashige and Skoog (1962)), N6 (Chu et al., (1975)), B5 (Gamborg et al. (1968)) и KM (Kao and Michayluk (1975)) средах с соответствующими концентрациями сахаров и регуляторов роста растений. A culture medium capable of supporting a particular plant cell in the culture may depend on the genotype of the corn plant used. For example, some suitable media include, but are not limited to, MS-based (Murashige and Skoog (1962)), N6 (Chu et al., (1975)), B5 (Gamborg et al. (1968)), and KM (Kao and Michayluk (1975)) media with appropriate concentrations of sugars and plant growth regulators.
Следовательно, в настоящем изобретении описан способ регенерации растений Zea mays из протопластов, заключающийся в стадиях:
(e1) продуцирования протопластов, способных быть регенерированными в фертильные растений, из клеток и клеточных агрегатов стадий (d),
(f) посева протопластов на подходящую среду, в которой протопласты делятся и образуют клетки,
(g) субкультивирования клеток, полученных на стадии (f), чтобы регенерировать ростки, и (h) культивирование ростков на среде роста для получения фертильных растений.Therefore, the present invention describes a method for the regeneration of Zea mays plants from protoplasts, comprising the steps of:
(e1) producing protoplasts capable of being regenerated in fertile plants from cells and cell aggregates of steps (d),
(f) plating the protoplasts on a suitable medium in which the protoplasts divide and form cells,
(g) subculturing the cells obtained in step (f) to regenerate the sprouts, and (h) cultivating the sprouts on a growth medium to obtain fertile plants.
Изобретение далее обеспечивает способ, в котором протопласты Zea mays содержат стабильно введенную экзогенную ДНК, предпочтительно экзогенную ДНК, экспрессируемую в растениях Zea mays. Более предпочтительным является культивирование протопластов Zea mays в присутствии 0,01 - 100 мг/л регулятора роста растений (предпочтительно 2,4-Д, дикамба, пиклорама или pCPA, наиболее предпочтительно 2,4-Д) и в присутствии О-низший алканоилсалициловой кислоты (предпочтительно 2,4-Д) и в присутствии О-низший алканоилсалициловой кислоты (предпочтительно О-ацетилсалициловой кислоты или О-пропионилсалициловой кислоты, наиболее предпочтительно О-ацетилсалициловой кислоты) в количестве, достаточном для промотирования деления клеток или образования колоний. Наиболее предпочтительным является способ, включающий дополнительно присутствие ДМСО в количестве, достаточном для промотирования деления клеток или образования колоний. The invention further provides a method in which Zea mays protoplasts contain stably introduced exogenous DNA, preferably exogenous DNA expressed in Zea mays plants. More preferred is the cultivation of Zea mays protoplasts in the presence of 0.01-100 mg / L plant growth regulator (preferably 2,4-D, dicamba, piclorama or pCPA, most preferably 2,4-D) and in the presence of O-lower alkanoylsalicylic acid (preferably 2,4-D) and in the presence of O-lower alkanoylsalicylic acid (preferably O-acetylsalicylic acid or O-propionylsalicylic acid, most preferably O-acetylsalicylic acid) in an amount sufficient to promote cell division or the formation of olonium. Most preferred is a method that further comprises the presence of DMSO in an amount sufficient to promote cell division or colony formation.
Дополнительно описан способ получения трансгенных протопластов Zea mays, способных регенерироваться в фертильные трансгенные растений, включающий обработку протопластов Zea mays, способных регенерироваться в фертильные растения, экзогенной ДНК, чтобы получить клетки, которые содержат всю или часть экзогенной ДНК, включенной в их генетический материал. Additionally described is a method for producing transgenic Zea mays protoplasts capable of regenerating into fertile transgenic plants, including processing Zea mays protoplasts capable of regenerating in fertile plants with exogenous DNA to obtain cells that contain all or part of exogenous DNA included in their genetic material.
Подходящими экзогенными ДНК являются, например, химерические гены, описанные выше или впоследствии. Термин "ростки" включает любой растительный материал, способный к половому или неполовому размножению, или размножаемый ин виво или ин витро. Такие ростки предпочтительно состоят из протопластов, клеток, каллюсов, тканей, зародышей или семян регенерированных растений. Потомство регенерированных растений и регенерированных трансгенный растений включает мутанты и варианты. Suitable exogenous DNAs are, for example, chimeric genes described above or subsequently. The term "sprouts" includes any plant material capable of sexual or non-sexual reproduction, or propagated in vivo or in vitro. Such sprouts preferably consist of protoplasts, cells, calluses, tissues, embryos or seeds of regenerated plants. The offspring of regenerated plants and regenerated transgenic plants include mutants and variants.
Детальное описание. Detailed description.
(Часть B) инсектицидные растения кукурузы (Zea mays)
Настоящее изобретение обеспечивает способ получения химерного гена токсина. Рассматриваемые клетки растений кукурузы включают все генотипы (сорта, разновидности, инбредные линии, гибриды и т.п.) растений кукурузы, в которых может быть введена чужеродная ДНК, реплицирована и экспрессирована. Некоторые примеры подходящих генотипов растений кукурузы включают, но не ограничиваются такими инбредными линиями, как Funk 2717, Funk 211D, Funk 2N217A, B73, A632, CM105, B37, B84, В14, Mo17, 168, M71, A188, FA91, A641 и W117. Funk 5N984 и 5N986 являются дополнительными примерами полезных генотипов Zea mays. Предпочтительно генотипом является элитный генотип, более предпочтительно элитная инбредная линия, выбранная в группе, состоящей из Funk 5N984, Funk 5N986, Funk 2717, Funk 211D или Funk 2N217A, а еще более предпочтительно им является инбредная линия Funk 2717.(Part B) insecticidal corn plants (Zea mays)
The present invention provides a method for producing a chimeric gene toxin. The considered cells of maize plants include all genotypes (varieties, varieties, inbred lines, hybrids, etc.) of maize plants in which foreign DNA can be introduced, replicated and expressed. Some examples of suitable maize plant genotypes include, but are not limited to, inbred lines such as Funk 2717, Funk 211D, Funk 2N217A, B73, A632, CM105, B37, B84, B14, Mo17, 168, M71, A188, FA91, A641 and W117 . Funk 5N984 and 5N986 are additional examples of useful Zea mays genotypes. Preferably, the genotype is an elite genotype, more preferably an elite inbred line selected in the group consisting of Funk 5N984, Funk 5N986, Funk 2717, Funk 211D or Funk 2N217A, and even more preferably it is the inbred line Funk 2717.
Химерный ген, описанный в настоящем изобретении, содержит промоторную область, которая функционирует эффективно в растениях кукурузы, и кодирующую область, которая кодирует кристаллический белок или полипептид, обладающий по существу инсектицидными свойствами кристаллического белка Кодирующая последовательность химерического гена не известна в ассоциации с указанным промотором в природных генах.The chimeric gene described in the present invention contains a promoter region that functions efficiently in corn plants and a coding region that encodes a crystalline protein or a polypeptide having substantially insecticidal properties of a crystalline protein The coding sequence of the chimeric gene is not known in association with the specified promoter in natural genes.
5'- и/или 3'-нетранслируемые области независимо могут быть ассоциированы в природе или с промотором или с кодирующей областью, или ни с промотором и ни с кодирующей областью. Предпочтительно или 5'- или 3'-нетранслиреумая область ассоциирована с промотором в природных генах, а еще более предпочтительно обе 5'- и 3'-области ассоциированы с промотором в природных генах. 5'- and / or 3'-untranslated regions can independently be associated in nature with either the promoter or the coding region, or neither the promoter nor the coding region. Preferably, either the 5'- or 3'-nontranslire region is associated with the promoter in the natural genes, and even more preferably both 5'- and 3'-regions are associated with the promoter in the natural genes.
На основании состояния уровня техники в настоящее время нельзя было предсказать, что клетки кукурузы будут экспрессировать инсектицидный полипептид на любом уровне, и особенно в достаточных количествах, чтобы придать инсектицидные свойства клеткам. В частности, считалось, что полипептид как большой и нерастворимый и как полипептид, обладающий инсектицидными свойствами кристаллического белка будет особенно трудно экспрессироваться в клетках растений.Based on the state of the art, it was currently not possible to predict that corn cells would express an insecticidal polypeptide at any level, and especially in sufficient quantities, to impart insecticidal properties to the cells. In particular, it was believed that the polypeptide as a large and insoluble and as a polypeptide having insecticidal properties of a crystalline protein it will be especially difficult to express in plant cells.
Для того, чтобы считаться инсектицидным, клетки растений должны содержать инсектицидное количество токсина, обладающего инсектицидной активностью кристаллического белка Инсектицидным количеством является такое количество, которое при наличии в клетках растений, убивает личинок насекомых или по крайней мере снижает существенно их кормление.In order to be considered insecticidal, plant cells must contain an insecticidal amount of a toxin with insecticidal activity of a crystalline protein An insecticidal amount is such an amount that, when present in the cells of plants, kills insect larvae or at least significantly reduces their feeding.
Ген. Gene.
Транскрипция контрольных последовательностей. Transcription of control sequences.
Химерный ген, описанный в настоящем изобретении, содержит последовательности контроля транскрипции, включающие промотор и 5'- 3'-нетранслируемые последовательности, которые являются функциональными в растениях кукурузы. Эти последовательности могут независимо происходить из любого источника, такого как гены вируса, растения или бактерий. The chimeric gene described in the present invention contains transcriptional control sequences including a promoter and 5'- 3'-untranslated sequences that are functional in corn plants. These sequences can independently come from any source, such as genes from a virus, plant, or bacteria.
Вирусные промоторы и 5'- и 3'-нетранслируемые последовательности, пригодные для использования, являются функциональными в растениях кукурузы и их получают, например, из вирусов растений, таких как вирус мозаики подсолнечника (CaMV). Вирус подсолнечника был охарактеризован и описан Хоном в сорт. в Current Topics in Microbiology and Immunology, 96 (1982) 194-220 и в приложениях A - G. Это описание приведено здесь в качестве уровня техники. Viral promoters and 5'- and 3'-untranslated sequences suitable for use are functional in maize plants and are derived, for example, from plant viruses such as sunflower mosaic virus (CaMV). The sunflower virus has been characterized and described by Hon in the variety. in Current Topics in Microbiology and Immunology, 96 (1982) 194-220 and in Appendices A to G. This description is given here as a prior art.
CaMV является атипичным вирусом растений, в котором содержится двуниточная ДНК. По крайней мере два промотора CaMV являются функциональными в растениях, а именно 19S промотор, который является результатом транскрипции гена VI CaMV и промотор 35S транскрипта, 19S промотор и 356C промотор являются предпочтительными вирусными растительными промоторами для использования в настоящем изобретении. CaMV is an atypical plant virus that contains double-stranded DNA. At least two CaMV promoters are functional in plants, namely the 19S promoter, which is the result of transcription of the CaMV VI gene and the 35S transcript promoter, the 19S promoter and 356C promoter are the preferred viral plant promoters for use in the present invention.
CaMV 19S промоторы и 5'-нетранслируемые области могут быть получены с помощью рестрикционной карты, такой как карта, описанная на фиг.4 на странице 199 статьи Хона с сотр., упомянутой выше, или из последовательности, которая приведена в приложении C в статье Хона с сотрудниками. CaMV 19S promoters and 5'-untranslated regions can be obtained using a restriction map, such as the map described in FIG. 4 on page 199 of the article from Hon et al., Or from the sequence given in Appendix C to the Hon article with employees.
Для того, чтобы изолировать CaMV 19S промотор и, в некоторых случаях, соседнюю 5'-нетранслируемую область, отбирают рестрикционный фрагмент CaMV генома, содержащий желаемый последовательности. Подходящим рестрикционным фрагментом, который содержит 195 промотор и 5'-нетранслируемую область, является фрагмент между Pst I сайтом, начинающимся в положении 5386, и Hind III сайтом, начинающимся в положении 5850 фиг. 4 и приложения C статья Хона с сотрудниками. In order to isolate the CaMV 19S promoter and, in some cases, the adjacent 5'-untranslated region, a restriction fragment of the CaMV genome containing the desired sequence is selected. A suitable restriction fragment that contains the 195 promoter and the 5'-untranslated region is the fragment between the Pst I site starting at position 5386 and the Hind III site starting at position 5850 of FIG. 4 and annex C of Hon's article with coworkers.
По аналогичным методикам может быть получен 35S промотор CaMV как описано в примере 6 ниже. By similar methods, the 35S CaMV promoter can be obtained as described in Example 6 below.
Нежелательные последовательности в рестрикционном фрагменте в некоторых случаях могут быть удалены с помощью стандартных методик. Некоторые подходящие методики для делеции нежелательных нуклеотидов включают использование экзонуклеаз (Maniatis et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory. (1982) 135-139) и олигонуклеотидно-направленный мутагенез (Loller and Smit, Meth. Enzymol., 100 (1983) 468-500). Unwanted sequences in the restriction fragment in some cases can be removed using standard techniques. Some suitable techniques for deleting unwanted nucleotides include the use of exonucleases (Maniatis et al., Molecular Cloning, Cold Spring Harbor Laboratory. (1982) 135-139) and oligonucleotide directed mutagenesis (Loller and Smit, Meth. Enzymol., 100 (1983) 468-500).
Подробная процедура может быть использована для получения желаемой 3'-нетранслируемой области. Например, подходящая 3'-нетранслируемая последовательность CaMV 19S гена может быть получена путем изоляции области между EcoRV сайтом в положении 7342 и Bgl II сайтом в положении 7643 генома CaMV как описано на фиг.4 Приложении C статьи Хона с сотрудниками. A detailed procedure can be used to obtain the desired 3'-untranslated region. For example, a suitable 3 ′ untranslated CaMV 19S gene sequence can be obtained by isolating the region between the EcoRV site at position 7342 and the Bgl II site at position 7643 of the CaMV genome as described in
Примеры промоторов генов растений и 5'- и 3'-нетранслируемых областей, пригодные для использования в настоящем изобретении, также включают промоторы гена, кодирующего маленькую субъединицу риболоза бифосфат карбоксилазы и хлорофилл а/в - связующего белка. Эти области растительного гена могут быть изолированы из клеток растения с помощью способов, сравнимых со способами, описанными выше для изоляции соответствующих областей из CaMV смотри Morelli et al., Nanure, 315 (1985) 200-204. Examples of promoters of plant genes and 5'- and 3'-untranslated regions suitable for use in the present invention also include promoters of a gene encoding the small subunit of ribolose bisphosphate carboxylase and chlorophyll a / b binding protein. These regions of the plant gene can be isolated from plant cells using methods comparable to those described above for isolating the corresponding regions from CaMV, see Morelli et al., Nanure, 315 (1985) 200-204.
Подходящие промоторы и 5'- и 3'-нетраслируемые области из бактериальных генов включают те, что присутствуют в Т-ДНК области Agrobacterium плазмид. Некоторые примеры подходящих Agrobacterium плазмид включают Ti плазмиду A. turefaciens плазмиду и Ri плазмиду
A. thizogenes. Agrobacterium промоторы и 5' и 3'- нетранслируемые области, полезные в настоящем изобретении, являются в частности теми, что присутствуют в генах, кодирующих октопин синтазу и нопалин синтезу. Эти последовательности могут быть получены по методикам, подобным описанным выше для изоляции CsMV и растительных промоторов и нетранслируемых последовательностей; смотри Bevan et al., Nabure, 304 (1983) 184-187.Suitable promoters and 5'- and 3'-untranslated regions from bacterial genes include those that are present in the T-DNA region of Agrobacterium plasmids. Some examples of suitable Agrobacterium plasmids include the Ti plasmid A. turefaciens plasmid and the Ri plasmid
A. thizogenes. Agrobacterium promoters and the 5 ′ and 3 ′ untranslated regions useful in the present invention are in particular those that are present in the genes encoding octopin synthase and nopaline synthesis. These sequences can be obtained by methods similar to those described above for isolation of CsMV and plant promoters and untranslated sequences; see Bevan et al., Nabure, 304 (1983) 184-187.
Кодирующая область
Кодирующая область химерического гена содержит нуклеотидную последовательность, которая кодирует полипептид, обладающий по существу токсичностью дельта-эндотоксина кристаллического белка. Полипептид для целей настоящего изобретения обладает по существу токсичностью дельта-эндотоксина кристаллического белка, если он является инсектицидным для подобного ряда личинок насекомых, как и кристаллический белок от штаммов Некоторые подходящие штаммы включают, например, var. Rurstaki, var. berliner, var. alesti; var. tolworthi; var. sotto; var. dandrolimus; var. tenebrionis; var. san diego; и var. aizawai.Coding region
The coding region of the chimeric gene contains a nucleotide sequence that encodes a polypeptide that is essentially toxic delta endotoxin crystalline protein. The polypeptide for the purposes of the present invention has substantially toxicity. delta-endotoxin crystalline protein, if it is insecticidal for a similar series of insect larvae, like crystalline protein from strains Some suitable strains include, for example, var. Rurstaki, var. berliner, var. alesti; var. tolworthi; var. sotto; var. dandrolimus; var. tenebrionis; var. san diego; and var. aizawai.
Предпочтительным штаммом являются var. Rurstaki, а особенно var. Rurstaki HDI.The preferred strain are var. Rurstaki, and especially var. Rurstaki HDI.
Кодирующая область может существовать в природе в Альтернативно кодирующая область может содержать последовательность, которая отличается от последовательности, которая существует в , но является эквивалентной из-за вырождения генетического кода.The coding region may exist in nature in Alternatively, the coding region may comprise a sequence that is different from a sequence that exists in but is equivalent due to degeneration of the genetic code.
Кодирующая последовательность химерического гена может также кодировать полипептид, который отличается от пригодно встречающегося кристаллического белка дельта-эндотоксина, но который еще обладает по существу токсичностью по отношению к насекомым кристаллического белка. Такая кодирующая последовательность обычно будет вариантом природной кодирующей области. "Вариант" природной последовательности ДНК является модифицированной формой природной последовательности, которая осуществляет ту же функцию. Вариант может быть мутацией или может быть синтетической последовательностью ДНК и является по существу гомологичной соответствующей природной последовательности. "Существенная гомология последовательности" должна быть здесь понята как фрагмент ДНК, имеющей нуклеотидную последовательность достаточно подобную другому фрагменту ДНК, чтобы получить белок, обладающий подобными свойствами; или полипептид, имеющий аминокислотную последовательность, в достаточной мере подобную другому полипептиду, чтобы проявлять подобные свойства. Обычно последовательность ДНК является в значительной мере гомологичной второй последовательности ДНК, если по крайней мере 70%, предпочтительно по крайней мере 80%, а еще более предпочтительно по крайней мере 90% активных участков последовательности ДНК являются гомологичными. Два различных нуклеотида считаются гомологичными в кодирующей области последовательности ДНК для целей определения существенной гомологии, если замещение одного на другой составляет немую мутацию. The coding sequence of a chimeric gene can also encode a polypeptide that is different from a suitable crystalline delta endotoxin protein, but which is still substantially toxic to the insect crystalline protein. Such a coding sequence will usually be a variant of the natural coding region. A “variant” of a natural DNA sequence is a modified form of a natural sequence that performs the same function. The variant may be a mutation or may be a synthetic DNA sequence and is essentially homologous to the corresponding natural sequence. "Essential sequence homology" is to be understood here as a DNA fragment having a nucleotide sequence sufficiently similar to another DNA fragment to obtain a protein having similar properties; or a polypeptide having an amino acid sequence sufficiently similar to another polypeptide to exhibit similar properties. Typically, the DNA sequence is substantially homologous to the second DNA sequence if at least 70%, preferably at least 80%, and even more preferably at least 90% of the active regions of the DNA sequence are homologous. Two different nucleotides are considered homologous in the coding region of the DNA sequence for the purpose of determining significant homology if substituting one for the other is a mute mutation.
Предпочтительно, чтобы нуклеотидная последовательность являлась по существу гомологичной по крайней мере той части или тем частям природной последовательности, которые ответственны за инсектицидную активность. Preferably, the nucleotide sequence is essentially homologous to at least that part or those parts of the natural sequence that are responsible for insecticidal activity.
Полипептид, экспрессированный химерическим геном, использованным в настоящем изобретении, обычно также будет обладать по крайней мере некоторыми иммунологическими свойствами природного кристаллического белка, так как он имеет по крайней мере некоторые из одинаковых антигенных детерминат.The polypeptide expressed by the chimeric gene used in the present invention will usually also have at least some immunological properties of natural crystalline protein, since it has at least some of the same antigenic determinants.
Следовательно, в настоящем изобретении полипептид кодированный химерическим геном предпочтительно структурно относится к дельта-эндоксину кристаллического белка, продуцируемому . продуцирует кристаллический белок с субъединицей, которая является протоксином, имеющим Мг примерно 130000-140000. Эта субъединица может быть расщеплена протеазами или щелочами с образованием инсектицидных фрагментов, имеющих Мг 50000 и возможно даже ниже. Химерические гены, которые кодируют такие фрагменты протоксина или даже его меньшие части, согласно настоящему изобретению могут быть сконструированы, поскольку фрагмент или части фрагментов имеют требуемую инсектицидную активность. Протоксин, инсектицидные фрагменты протоксина и инсектицидные части этих фрагментов могут быть слиты с другими молекулами, такими как полипептиды.Therefore, in the present invention, the polypeptide encoded by the chimeric gene is preferably structurally related to the delta-endoxin of a crystalline protein produced . produces a crystalline protein with a subunit, which is a protoxin having Mg of about 130,000-140000. This subunit can be cleaved by proteases or alkalis to form insecticidal fragments having Mg 50,000 and possibly even lower. Chimeric genes that encode such protoxin fragments, or even smaller parts thereof, of the present invention can be constructed since the fragment or parts of the fragments have the desired insecticidal activity. Protoxin, insecticidal fragments of protoxin and insecticidal portions of these fragments can be fused with other molecules, such as polypeptides.
Кодирующие области, пригодные для использования в настоящем изобретении, могут быть получены из генов кристаллического белкового токсина, изолированных из Bt например, смотри Whiteley et al., заявка PCT WO 86, 01536 и патенты США 4 448 885 и 4 467 036. Предпочтительная нуклеотидная последовательность, которая кодирует кристаллический белок, является такой, как показано от нуклеотида 156 до 3623 и последовательности формулы (1) или более короткой последовательности, которая кодирует инсектицидный фрагмент и такого кристаллического белка; Geiser et al., Gene 48 (1986) 109-118. Coding regions suitable for use in the present invention can be obtained from crystalline protein toxin genes isolated from Bt, for example, see Whiteley et al., PCT Application WO 86, 01536 and US Pat. Nos. 4,448,885 and 4,467,036. Preferred Nucleotide Sequence which encodes a crystalline protein is as shown from nucleotide 156 to 3623 and a sequence of formula (1) or a shorter sequence that encodes an insecticidal fragment of such a crystalline protein; Geiser et al., Gene 48 (1986) 109-118.
Следовательно, пригодным для использования в настоящем изобретении также является ген, имеющий нуклеотидную последовательность формулы I, гены, имеющие последовательность, по существу гомологичную гену формулы I, и гены, кодирующие полипептид, имеющий последовательность формулы II, или имеющий последовательность, по существу гомологичную последовательности формулы II, и предпочтительно такие из этих генов, которые экспрессируются в растениях, более предпочтительно в Zea mays. Therefore, suitable for use in the present invention is also a gene having a nucleotide sequence of formula I, genes having a sequence essentially homologous to a gene of formula I, and genes encoding a polypeptide having a sequence of formula II, or having a sequence essentially homologous to a sequence of formula II, and preferably those of these genes that are expressed in plants, more preferably in Zea mays.
Кодирующая область, определенная нуклеотидами 156 до 3623 последовательности I, кодирует полипептид последовательности формулы II. The coding region defined by nucleotides 156 to 3623 of sequence I encodes a polypeptide of the sequence of formula II.
Последовательность формулы II см. в конце описания. The sequence of formula II, see the end of the description.
Следовательно, в настоящем изобретении кроме того описан полипептид, имеющий последовательность формулы II, или инсектицидные части этого полипептида. Therefore, the present invention also describes a polypeptide having a sequence of formula II, or insecticidal parts of this polypeptide.
Кроме того, было показано, что некоторые штаммы являются токсичными к другим, чем чешуекрылые насекомые. Токсичность штамме tenebrionis по отношению к жесткокрылым насекомым и последовательность ассоциированного гена токсина обсуждается Herrustadt and Soares иEP-0 202 739 и E - 0 213 817.In addition, it was shown that some strains are toxic to lepidopteran insects. Toxicity the tenebrionis strain with respect to the winged insect and the sequence of the associated toxin gene is discussed by Herrustadt and Soares and EP-0 202 739 and E - 0 213 817.
Векторы. Vectors.
Для того, чтобы ввести химерический ген в клетки растений, ген сначала вставляют в вектор. Если ген не является доступным в количестве, достаточным для трансформации вектор может быть амплифицирован путем репликации в клетке хозяина. Наиболее удобными клетками хозяевами для амплификации являются бактериальные или дрожжевые клетки. Когда будет доступно достаточное количество химерического гена, его вводят в протопласты кукурузы согласно настоящему изобретению. Введение гена в растения кукурузы может быть осуществлено с помощью вектора, использованного для репликации или с помощью другого вектора. In order to introduce a chimeric gene into plant cells, the gene is first inserted into the vector. If the gene is not available in an amount sufficient for transformation, the vector can be amplified by replication in the host cell. The most convenient host cells for amplification are bacterial or yeast cells. When a sufficient amount of the chimeric gene is available, it is introduced into the corn protoplasts of the present invention. The introduction of the gene into corn plants can be carried out using the vector used for replication or using another vector.
Некоторые примеры бактериальных клеток хозяев, пригодных для репликации химерического гена, включают бактерии рода Escherihia, такие как E.coli, и Agrobacterium такие как A. tumefaciens или rhizogenes. Методы клонирования гетерологических генов в бактерии описаны Coher et al., патенты США 4237224 и 468464.Some examples of bacterial host cells suitable for replication of a chimeric gene include Escherihia bacteria, such as E. coli, and Agrobacterium, such as A. tumefaciens or rhizogenes. Cloning methods for heterologous genes in bacteria are described by Coher et al., US Pat. Nos. 4,237,224 and 4,684,464.
Репликация генов, кодирующих кристаллический белок в E.coli описана Wong et al., J. Biol. Chem. 258 (1983), 1960-1967.Replication of genes encoding a crystalline protein in E. coli, described by Wong et al., J. Biol. Chem. 258 (1983), 1960-1967.
Некоторые примеры дрожжевых клеток хозяев, пригодных для репликации генов настоящего изобретения, включают дрожжи вида Saccharomyces. Some examples of host yeast cells suitable for replicating the genes of the present invention include Saccharomyces yeast.
Любой вектор, в который химерический ген может быть вставлен и который реплицируется в подходящей клетке хозяина, такой как бактерия или дрожжи, может быть использован в настоящем изобретении для амплификации генов. Вектор может быть, например, происходящим из фага или плазмиды. Некоторые примеры векторов, происходящих из фагов, полезных в изобретении, включают векторы, происходящие из M13 или из лямбда. Некоторые подходящие векторы, происходящие из M13, включают M13 mp18 и M13 mp19. Некоторые подходящие векторы, происходящие из лямбда, включают лямбда-gt11, лямбда-gt7 и лямбда Шарон 4. Any vector into which a chimeric gene can be inserted and which replicates in a suitable host cell, such as a bacterium or yeast, can be used in the present invention to amplify genes. The vector may be, for example, derived from a phage or plasmid. Some examples of vectors derived from phages useful in the invention include vectors derived from M13 or lambda. Some suitable vectors originating from M13 include M13 mp18 and M13 mp19. Some suitable vectors originating from lambda include lambda-gt11, lambda-gt7 and
Некоторые векторы, происходящие из плазмид, особенно пригодные для репликации в бактериях, включают pBR322 (Bolivar et al., Gene 2 (1977) 95-113); pUC18 и pUC19 (Harrander et al., Gene, 26 (1983) 101-104); и Ti-плазмиды (Bevan et al., Nature, 304 (1983) 184-187). Предпочтительными векторами для амплификации генов в бактериях являются pBR322, pUC18 и pUC19. Some vectors derived from plasmids that are particularly suitable for replication in bacteria include pBR322 (Bolivar et al., Gene 2 (1977) 95-113); pUC18 and pUC19 (Harrander et al., Gene, 26 (1983) 101-104); and Ti plasmids (Bevan et al., Nature, 304 (1983) 184-187). Preferred vectors for amplifying genes in bacteria are pBR322, pUC18 and pUC19.
Конструирование векторов для репликации. Design vectors for replication.
Для конструирования химерического гена, пригодного для репликации в бактериях последовательность промотора, 5'-нетранслируемую последовательность, кодирующую последовательность и 3'-нетранслируемую последовательность вставляют в или объединяют в нужном порядке в подходящий вектор, такой как описанный выше вектор. Для того, чтобы он был пригоден, вектор должен быть способен к репликации в клетке хозяина. To construct a chimeric gene suitable for replication in bacteria, a promoter sequence, a 5'-untranslated sequence, a coding sequence and a 3'-untranslated sequence are inserted into or combined in the desired order in a suitable vector, such as the vector described above. In order for it to be suitable, the vector must be capable of replication in the host cell.
Промотор, 5'-нетранслируемая область, кодирующая область и 3'-нетранслируемая область, которые составляют химерический ген, сначала могут быть объединены в единое целое вне вектора, а затем вставлены в вектор. Альтернативно участки химерического гена могут быть вставлены в вектор отдельно. Предпочтительно вектор также содержит ген, который придает свойство клетке хозяина, позволяющее селекцию клеток, содержащих вектор. Предпочтительным свойством является устойчивость к антибиотику. Некоторые примеры полезных антибиотиков включают ампициллин, тетрациклин, гигромицин, G418 и неомицин. The promoter, the 5'-untranslated region, the coding region, and the 3'-untranslated region, which make up the chimeric gene, can first be combined into a single unit outside the vector, and then inserted into the vector. Alternatively, portions of the chimeric gene can be inserted separately into the vector. Preferably, the vector also contains a gene that confers a property to the host cell, allowing selection of cells containing the vector. A preferred property is antibiotic resistance. Some examples of useful antibiotics include ampicillin, tetracycline, hygromycin, G418, and neomycin.
Вставка или объединение гена с вектором осуществляется по стандартным методикам, таким как использование рекомбинантной ДНК (Maniatis et al., (1982)) и рекомбинантная гомология (Hinnen et al., Proc. Natl. Acad. Sci 75 (1978) 1929-1933). The insertion or combination of a gene with a vector is carried out according to standard methods, such as using recombinant DNA (Maniatis et al., (1982)) and recombinant homology (Hinnen et al., Proc. Natl. Acad. Sci 75 (1978) 1929-1933) .
При использовании методов рекомбинантной ДНК вектор разрезают, вставляют желаемую последовательность ДНК между разрезанными участками вектора и концы желаемой последовательности ДНК лигируют к соответствующим концам вектора. Using recombinant DNA techniques, the vector is cut, the desired DNA sequence is inserted between the cut portions of the vector, and the ends of the desired DNA sequence are ligated to the corresponding ends of the vector.
Наиболее удобно разрезать вектор с помощью подходящих рестрикционных эндонуклеаз. Некоторые подходящие эндонуклеазы включают те, которые образуют тупые концы, такие как Smal, Hpal и EcoRV и те, которые образуют липкие концы, такие как EcoR1, Sac1 и BamH1. It is most convenient to cut the vector using suitable restriction endonucleases. Some suitable endonucleases include those that form blunt ends, such as Smal, Hpal and EcoRV, and those that form sticky ends, such as EcoR1, Sac1, and BamH1.
Желаемая последовательность ДНК обычно существует как часть большой молекулы ДНК, такой как хромосома, плазмида, транспозон, или фаг. Желаемую последовательность ДНК вырезают из ее источника и в некоторых случаях модифицируют таким образом, что ее концы могут быть соединены с концами разрезанного вектора. Если концы желаемой последовательности ДНК и разрезанного вектора являются тупыми концами, их соединяют лигазами для тупых концов, такими как Т4 ДНК лигаза. The desired DNA sequence usually exists as part of a large DNA molecule, such as a chromosome, plasmid, transposon, or phage. The desired DNA sequence is cut from its source and, in some cases, modified so that its ends can be connected to the ends of the cut vector. If the ends of the desired DNA sequence and the cut vector are blunt ends, they are joined by blunt end ligases, such as T4 DNA ligase.
Концы желаемой последовательности ДНК также могут быть соединены с концами разрезанного вектора в виде липких концов, в этом случае с помощью лигазы для липких концов, которой также может быть Т4 ДНК лигаза. Другие подходящие лигазы для липких концов включают, например, E.coli ДНК лигазу. The ends of the desired DNA sequence can also be connected to the ends of the cut vector in the form of sticky ends, in this case using a ligase for sticky ends, which can also be T4 DNA ligase. Other suitable sticky end ligases include, for example, E. coli DNA ligase.
Липкие концы наиболее удобно образуются при разрезании желаемой последовательности ДНК и вектора одной и той же рестрикционной эндонуклеазой. В этом случае желаемая последовательность ДНК и разрезанный вектор имеют липкие концы, которые являются комплементарными друг другу. Sticky ends are most conveniently formed by cutting the desired DNA and vector sequences with the same restriction endonuclease. In this case, the desired DNA sequence and the cut vector have sticky ends that are complementary to each other.
Липкие концы также могут быть сконструированы при добавлении комплементарно гомополимерных хвостов к концам желаемой последовательности ДНК и к разрезанному вектору, используя концевую деоксинуклеотидилтрансферазу или при добавлении синтетической олигонуклеотидной последовательности, распознаваемой конкретной рестрикционной эндонуклеазой, известной как линкер, и расщепления последовательности эндонуклеазой: смотри, например Maniatis et al., (1962). The sticky ends can also be constructed by adding complementary homopolymer tails to the ends of the desired DNA sequence and to the cut vector, using the terminal deoxynucleotidyl transferase or by adding a synthetic oligonucleotide sequence recognized by a specific restriction endonuclease, known as a linker, and cleavage with an endonase, such as Manon etonase al., (1962).
Конструирование векторов для трансформации растений. Construction of vectors for plant transformation.
В дополнение к химерическому гену, кодирующему токсин или -подобный токсин, вектор предпочтительно также содержит последовательность ДНК, которая обеспечивает отбор или скрининг клеток растений кукурузы, содержащих вектор, в присутствии клеток, которые не содержат вектор. Такие отбираемые или скринируемые маркеры могут быть в векторе природно, в этот вектор введен химерический ген, или же маркер может быть введен в вектор до или после введения химерического гена. Альтернативно, отбираемый или скринируемый маркерный ген или его часть могут быть сначала соединены с желаемым химерическим геном или любой его частью, а рекомбинантные гены или сегменты генов могут быть введены в вектор как единое целое. Отбираемый или скринируемый маркер сам может быть химерическим.In addition to the chimeric gene encoding toxin or -like toxin, the vector preferably also contains a DNA sequence that allows selection or screening of corn plant cells containing the vector in the presence of cells that do not contain the vector. Such selectable or screenable markers can be naturally occurring in the vector, a chimeric gene is introduced into the vector, or the marker can be inserted into the vector before or after the introduction of the chimeric gene. Alternatively, a selectable or screenable marker gene, or part thereof, may first be coupled to the desired chimeric gene or any part thereof, and recombinant genes or gene segments may be integrated into the vector. The selectable or screenable marker itself may be chimeric.
Предпочтительным отбираемым маркером является ген, кодирующий устойчивость к антибиотику. Ген должен быть способен к экспрессии в клетках, которые должны быть трансформированы. Клетки могут быть культивированы в среде, содержащей антибиотик, и отбирают те клетки, содержащие вектор, которые обладают повышенной способностью выживать в среде. Гены, которые придают устойчивость к токсинам кукурузы, таким как гигромицин или G413, могут быть полезными в качестве отбираемого маркера. A preferred selectable marker is a gene encoding antibiotic resistance. The gene must be capable of expression in cells that must be transformed. Cells can be cultured in a medium containing an antibiotic, and those cells containing a vector that have an increased ability to survive in the medium are selected. Genes that confer resistance to corn toxins, such as hygromycin or G413, may be useful as a selectable marker.
Некоторые примеры генов, которые придают устойчивость к антибиотикам, включают, например, неомицин фосфотрансферазу (устойчивость к канамицину и G418, Velten et al., EMBO J. 3 (1984) 2723-2730), гигромицин фосфотрансферазу (устойчивость к гигромицину, van den Elzen et al., Plant Molec. Biol., 5 (1985) 299-300). Some examples of genes that confer antibiotic resistance include, for example, neomycin phosphotransferase (resistance to kanamycin and G418, Velten et al., EMBO J. 3 (1984) 2723-2730), hygromycin phosphotransferase (hygromycin resistance, van den Elzen et al., Plant Molec. Biol., 5 (1985) 299-300).
Предпочтительные векторы для трансформации растений кукурузы представляют собой caMV 35S промотор, функционально соединенный с кодирующей областью -токсина, и CaMV 35S промотор, функционально соединенный с отбираемым маркерным геном, таким как G418 устойчивость или устойчивость к гигромицину. Примерами таких векторов являются pCIB710 (355 (G418 устойчивость) и pIRV (устойчивость к гигромицину), как описано ниже.Preferred vectors for transforming maize plants are the caMV 35S promoter operably linked to the coding region -toxin, and CaMV 35S promoter functionally linked to a selectable marker gene, such as G418 resistance or hygromycin resistance. Examples of such vectors are pCIB710 (355 (G418 resistance) and pIRV (hygromycin resistance), as described below.
В изобретении также описаны фертильные растения кукурузы, клетки которых содержат химерический ген, который экспрессирует кристаллический токсин или полипептид, обладающий по существу инсектицидной активностью кристаллического токсина.The invention also describes fertile corn plants whose cells contain a chimeric gene that expresses crystalline toxin or polypeptide having substantially insecticidal activity crystalline toxin.
Инсектициды. Insecticides.
Клетки растений, использованные в настоящем изобретении, содержат химерический ген и могут быть использованы для получения полипептида, обладающего по существу инсектицидной активностью кристаллического белка. Клетки растений сами могут содержать инсектицид. Клетки растений, используемых непосредственно в качестве инсектицидов, могут быть культивируемыми клетками растений или могут быть составляющими живого растения.The plant cells used in the present invention contain a chimeric gene and can be used to produce a polypeptide having substantially insecticidal activity. crystalline protein. Plant cells themselves may contain an insecticide. Plant cells used directly as insecticides can be cultured plant cells or can be components of a living plant.
Токсин также может быть выделен из клеток растений с помощью известных методик, например, экстракцией или хроматографией. Экстракт может быть экстрактом всех клеток растения, частично очищенным экстрактом или чистым препаратом полипептида. Любой такой экстракт или хроматографический изолят может быть использован таким же путем, как кристаллический белок смотри, например, Deacon, Aspeots of Microbiology, 7 (1983) Cole et al., ed, American Society for Microbiology and Miller et al., Seience 219 (1983) 715.The toxin can also be isolated from plant cells using known techniques, for example, extraction or chromatography. The extract may be an extract of all plant cells, a partially purified extract, or a pure polypeptide preparation. Any such extract or chromatographic isolate can be used in the same way as crystalline protein. see, for example, Deacon, Aspeots of Microbiology, 7 (1983) Cole et al., ed, American Society for Microbiology and Miller et al., Seience 219 (1983) 715.
Инсектицидные клетки являются токсичными для чешуекрылых насекомых, которые нападают на клетки и растения кукурузы, таких как совка хлопковая (Heliothis zea) кукурузный мотылек (Ostrinia nubilalis). Кроме того, клетки кукурузы, несущие ген кристаллического токсина var. tenebrionis являются токсичными для жесткокрылых насекомых-паразитов. Важными насекомыми паразитами, принадлежащими к порядку Coleoptera, являются, например, колорадский картофельный жук, долгоносик хлопковый и кукурузный корневой червь.Insecticidal cells are toxic to lepidopteran insects that attack maize cells and plants, such as the cotton scoop (Heliothis zea) corn moth (Ostrinia nubilalis). In addition, corn cells carrying the crystalline toxin gene var. tenebrionis are toxic to parasitic beetles. Important insect parasites belonging to the Coleoptera order are, for example, the Colorado potato beetle, the cotton weevil and the corn root worm.
Следовательно, в настоящем изобретении описан способ получения в Zea mays полипептида, обладающего по существу инсектицидной активностью кристаллического белка Bacillus thuringiens, указанный способ включает:
(a) введение в клетки Zea mays гена, кодирующего полипептид, обладающий по существу инсектицидной активностью кристаллического белка, в котором промотор, 5'-нетранслируемая область, и необязательно 3'-нетранслируемая область гена происходят из гена растения или гена вируса растения, и
(b) экспрессию полипептида
В настоящем изобретении также описан способ уничтожения личинок насекомых, заключающийся в кормлении личинок инсектицидным количеством трансгенных клеток Zea mays, содержащих ген, который кодирует кристаллический токсин Bacillus thuringiensis или полипептид, обладающий по существу инсектицидной активностью кристаллического белка Bacillus thuringiensis.Therefore, the present invention describes a method for preparing a polypeptide in Zea mays having substantially insecticidal activity of a crystalline protein of Bacillus thuringiens, said method comprising:
(a) introducing into the Zea mays cells a gene encoding a polypeptide having substantially insecticidal activity a crystalline protein in which a promoter, a 5'-untranslated region, and optionally a 3'-untranslated region of a gene are derived from a plant gene or a plant virus gene, and
(b) expression of the polypeptide
The present invention also describes a method for killing insect larvae by feeding the larvae with an insecticidal amount of Zea mays transgenic cells containing a gene that encodes a crystalline toxin of Bacillus thuringiensis or a polypeptide having substantially insecticidal activity of the crystalline protein Bacillus thuringiensis.
Кроме того, описан способ уничтожения личинок чешуекрылых (Lepidopteran) заключающийся в кормлении личинок инсектицидным количеством трансгенных клеток растений кукурузы, которые содержат химерический ген. Клетки растений могут быть культивируемыми клетками растения или могут быть составляющими живого растения. Кроме того, способ включает уничтожение личинок жесткокрылых (Coleopteran) путем кормления их инсектицидным количеством клеток, содержащих химерический ген, имеющий кодирующую последовательность кристаллического токсина var tenebrionis или ее инсектицидные участки.In addition, a method for killing Lepidopteran larvae is described, which comprises feeding the larvae with an insecticidal amount of transgenic corn plant cells that contain a chimeric gene. Plant cells can be cultured plant cells or can be components of a living plant. In addition, the method includes the destruction of Coleopteran larvae by feeding them with an insecticidal number of cells containing a chimeric gene having a coding sequence of crystalline toxin var tenebrionis or its insecticidal regions.
Полезность. Utility.
Способ, описанный в настоящем изобретении, обеспечивает протопласты Zea mays, которые могут быть регенерированы в фертильные растения. Эта возможность возникает за счет введения экзогенной ДНК (например, гена, кодирующего кристаллический белок) стабильно в геном таких растений, и изменения их фенотипа. Кроме того, протопласты могут быть слиты с протопластами того же или другого сорта, чтобы получить новые сочетания ядерной ДНК или новые сочетания ядерной и органелль ДНК. Эта последняя возможность обеспечивает, например, конструирование новых растений с мужской стерильностью для целей селекции. Кроме того, протопласты могут быть использованы в качестве источника материала для клонирования, на котором может быть проведен мутагенез и/или селекция на желаемый фенотип. Примерами желаемых фенотипов могут быть, например, повышенная устойчивость к фитотоксичным химикатам, к патогенам, к паразитам, к вредным воздействиям окружающей среды, модифицированные морфологические или эволюционные свойства и измененное содержание метаболитов.The method described in the present invention provides Zea mays protoplasts that can be regenerated into fertile plants. This possibility arises from the introduction of exogenous DNA (e.g., a gene encoding crystalline protein) is stable in the genome of such plants, and changes in their phenotype. In addition, protoplasts can be fused with protoplasts of the same or a different kind to obtain new combinations of nuclear DNA or new combinations of nuclear and organelle DNA. This last opportunity provides, for example, the construction of new plants with male sterility for breeding purposes. In addition, protoplasts can be used as a source of material for cloning, on which mutagenesis and / or selection for the desired phenotype can be carried out. Examples of desired phenotypes include, for example, increased resistance to phytotoxic chemicals, pathogens, parasites, environmental hazards, modified morphological or evolutionary properties, and altered metabolite content.
Пример 1a. Получение специального типа каллюса Zea mays генотип Funk 2717. Example 1a Obtaining a special type of callus Zea mays genotype Funk 2717.
Растения Zea mays генотипа Funk 2717 выращивают до цветения в теплице и опыляют пыльцой с того же генотипа. Незрелые кусочки кукурузы початков, содержащие зародыши, длиной 1,5 - 2,5 мм удаляют с растений и стерилизуют в 10% раствора КлороксR в течение 20 минут. Зародыши отделяют от зерен и помещают зародышевым стеблем вниз на среду Муросиги-Скуга (Physiol. Plant), 15(1962) 473 - 497), содержащую 0,1 мг/л 2,4-Д 6% мас./объем сахарозы и 25 мМ Z-пролина, отвержденную 0,24% мас./объем GelriteR (инициирующая среда). После двух недель культивирования в темноте при 27oC каллюс, развившийся на щитке, удаляют с зародыша и помещают на B5 среду (0,5 мг/л 2,4-Д), отверженную GelriteR. Материал субкультивируют (пассируют) каждые 2 недели на свежую среду. Примерно через 8 недель после помещения зародыша на инициирующую среду идентифицируют специальный тип каллюса по его характеристической морфологии. Этот каллюс далее субкультивируют на той же среде. После дополнительного периода в течение 2 месяцев каллюс переносят и стерильно субкультивируют на N6 среде, содержащей 2 мг/л 2,4-Д и отвержденной GelriteR.Zea mays plants of the Funk 2717 genotype are grown to flowering in a greenhouse and pollinated with pollen from the same genotype. Immature corn cobs containing embryos 1.5 to 2.5 mm long are removed from the plants and sterilized in a 10% Clorox R solution for 20 minutes. The embryos are separated from the grains and placed with the germ stem down on Muroshigi-Skoog medium (Physiol. Plant), 15 (1962) 473 - 497) containing 0.1 mg /
Пример 1b. Получение специального типа каллюса Zea mays генотип Funk 5N984. Example 1b Obtaining a special type of callus Zea mays genotype Funk 5N984.
Растения Zea mays генотипа Funk 5N984 выращивают до цветения в теплице и опыляют пыльцой с того же генотипа. Незрелые кусочки початков, содержащие зародыши длиной 1,5 - 2,5 мм, удаляют с растений и стерилизуют в 15%-ном растворе CloroxR в течение 15 мин. Зародыши удаляют с зерновок и помещают зародышевым стеблем вниз на среду Шенка и Гильдебрандта (Can. J. Bot 50 (1972) 199 - 204) содержащую 1,0 мг/л 2,4-Д, 2% мас./объем сахарозы, 100 мг/л казеинового гидролизата, 100 мг/л мио-инозитола и 25 мМ Z-пролина, отвержденную 0,8% мас./объем ФитагараR (инициирующая среда).Zea mays plants of the Funk 5N984 genotype are grown to flowering in a greenhouse and pollinated with pollen from the same genotype. Immature pieces of ears containing embryos 1.5 to 2.5 mm long are removed from the plants and sterilized in a 15% Clorox R solution for 15 minutes. The embryos are removed from the kernels and placed down with germinal stem onto Schenck and Hildebrandt medium (Can. J. Bot 50 (1972) 199 - 204) containing 1.0 mg /
После двух недель культивирования в темноте при 27oC предпочтительный каллюс отбирают по наличию хорошо сформировавшегося глобулярного, соматического зародыша, развившегося на щитке некоторых экплантатов. Эти каллюсы удаляют и помещают или на среду B5 (0,5 мг/л 2,4-Д плюс 2% мас./объм сахарозы, 100 мг/л казеинового гидролизата, 100 мг/л мио-инозитола и 25 мМ L-пролина/ или на среду Шенка или Гильдебрандта (описанную выше). Материал субкультивируют каждые 2 недели на свежую среду. После по крайней мере 8 недель от помещения зародыша на инициирующую среду идентифицируют специальный тип каллюса по его характеристической морфологии. Специальный тип каллюса может быть субкультивирован затем на той же среде, но предпочтительно его переносят и субкультивируют стериально на N6 - среды, содержащей 2 мг/л 2,4-Д и отвержденной 0,24% мас./объем GelriteR. Эмбриогенные суспензионные культуры могут быть получены из этих каллюсных культур по методике примера 2.After two weeks of culturing in the dark at 27 ° C, the preferred callus is selected by the presence of a well-formed globular, somatic embryo that has developed on the scutellum of some explants. These calluses are removed and placed either on B5 medium (0.5 mg /
Пример 2. Приготовление суспензии Zea mays генотипа Funk 2717. Example 2. Preparation of a suspension of Zea mays genotype Funk 2717.
Каллюс, описанный в примере 1a, оставляют в культуре в течение по крайней мере 6 месяцев. Тип каллюса, выбранный для субкультивирования, представляет собой относительно не липкий гранулярный и очень рыхлый, так что он разделяется на индивидуальные клеточные агрегаты при помещении в жидкую среду. Культуры, содержащие агрегаты с большими, расширенными клетками не оставляют. The callus described in Example 1a is left in culture for at least 6 months. The type of callus selected for subcultivation is relatively non-sticky granular and very loose, so that it is divided into individual cell aggregates when placed in a liquid medium. Cultures containing aggregates with large, expanded cells do not leave.
Аликвоты примерно 500 мг специального каллюса Zea mays описанного на стадии (a) выше, элитного генотипа Funk 2717 помещают в 30 мл N 6-среды, содержащей 2 мг/л 2,4-Д в недлинные колбы емкостью 125 мл. После 1 недели культивирования при 26oC в темноте на вращающейся качалке (130 об/мин, ход 2,5 см) среду заменяет свежей средой. Суспензии субкультивируют таким же путем снова каждую неделю.Aliquots of approximately 500 mg of the Zea mays special callus described in step (a) above, of the Funk 2717 elite genotype, are placed in 30 ml of
За это время культуры осматривают и оставляют те культуры, в которых не имеется большого количества расширенных клеток. Суспензионные культуры, содержащие агрегаты с большими расширенными клетками, отбрасывают. Предпочтительная ткань состоит из плотных цитоплазматических делящихся клеточных агрегатов, которые имеют характерную более гладкую поверхность, чем большинство клеточных агрегатов. Эти оставленные культуры содержат по крайней мере 50% клеток, находящихся в этих мелких агрегатах. Это является желаемой морфологией. During this time, cultures inspect and leave those cultures in which there is not a large number of expanded cells. Suspension cultures containing aggregates with large expanded cells are discarded. A preferred tissue consists of dense cytoplasmic fissile cell aggregates that have a characteristic smoother surface than most cell aggregates. These abandoned cultures contain at least 50% of the cells found in these small aggregates. This is the desired morphology.
Эти суспензии также обладают высокой скоростью роста со временем удвоения менее 1 недели. Суспензионные культуры еженедельно субкультивируют, перенося 0,5 мл уплотненного клеточного объема (РСУ: осажденный клеточный объем в пипетке) на 25 мл свежей среды. После 4 - 6 недель субкультивирования таким образом культуры увеличиваются в 2 - 3 раза за неделю субкультивирования. Для дальнейшего субкультивирования оставляют культуры, у которых более 75% клеток обладают желаемой морфологией. Поддерживают культуры, выбирая всегда для субкультивирования колбы, содержимое которых имеет лучшую морфологию. В некоторых случаях используют периодическое фильтрование через стальную сетку из нержавеющей стали с размером пор 630 мкм (каждые 2 недели) для повышения дисперсности культур, но это не является необходимым. These suspensions also have a high growth rate with a doubling time of less than 1 week. Suspension cultures are subcultured weekly by transferring 0.5 ml of densified cell volume (CSF: precipitated cell volume in a pipette) to 25 ml of fresh medium. After 4–6 weeks of subcultivation in this way, cultures increase 2–3 times in a week of subculture. For further subculture, cultures are left in which more than 75% of the cells possess the desired morphology. They support cultures, always choosing for subculture flasks, the contents of which have the best morphology. In some cases, periodic filtering through a stainless steel mesh with a pore size of 630 μm (every 2 weeks) is used to increase the dispersion of the cultures, but this is not necessary.
Сусиенжильная культура Zea mays 6-277-CG(Funk 2717) депонирована в АТСС под номером хранения 40326. Это депонирование было осуществлено в соответствии с Будапештским договором (дата депонирования: 20 мая 1987 г). Susa-core culture Zea mays 6-277-CG (Funk 2717) was deposited at ATCC under storage number 40326. This deposit was made in accordance with the Budapest Treaty (date of deposit: May 20, 1987).
Пример 3. Приготовление протопластов из суспензионных культур Zea mays. Example 3. The preparation of protoplasts from suspension cultures Zea mays.
Инкубируют 1 - 1,5 мл PCV суспензионной культуры клеток, приготовленных, как описано в примере 2, в 10 - 16 мл смеси, состоящей из 4% мас./объем RS-целлюлазы с 1% мас./объем Розима в КМС солевом растворе (8,65 г/л KCl, 16,47 г/л MgCl2 6H2O и 12,5 г/л CaCl2, 2H2O, 5 г/л MES pH 5,6).Incubate 1-1.5 ml of PCV cell suspension culture prepared as described in Example 2 in 10-16 ml of a mixture consisting of 4% w / v RS cellulase with 1% w / v Rosima in KMS saline (8.65 g / L KCl, 16.47 g / L MgCl 2 6H 2 O and 12.5 g / L CaCl 2 , 2H 2 O, 5 g / L MES pH 5.6).
Переваривание осуществляют при 30oC на качающемся столе в течение 3 - 4 часов. Получение контролируют в обратном микроскопе для выделившихся протопластов.Digestion is carried out at 30 o C on a shaking table for 3 to 4 hours. Obtaining is controlled under a reverse microscope for released protoplasts.
Выделившиеся протопласты собирают следующим образом. Препарат фильтруют через сито 100 мкм меш, затем через сито 50 мкм. Протопласты промывают через сито объемом КМС солевого раствора, равным исходному объему ферментного раствора. Помещают 10 мл препарата протопластов в каждую из нескольких пластиковых свободных центрифужных трубок и 1,5 - 2 мл 0,6 М раствора сахарозы, забуферированного до pH 5,6 с помощью 0,1% мас./объем морфолиноэтансульфоновой кислоты (MES) и KOH наслаивают вниз. Трубки центрифугируют при 60 - 100 g в течение 10 минут и собирают протопласты с поверхности раздела и помещают в свежую трубку. Isolated protoplasts are harvested as follows. The drug is filtered through a 100 μm mesh sieve, then through a 50 μm sieve. Protoplasts are washed through a sieve with a volume of KMS saline equal to the initial volume of the enzyme solution.
Препарат протопластов повторно суспендируют в 10 мл свежего КМС солевого раствора и центрифугируют в течение 5 минут при 60 - 100 g. Супернатант удаляют и отбрасывают, а протопласты осторожно ресуспендируют в оставшейся капле и затем постепенно прибавляют 10 мл КМС раствора крепостью 13/14. После 5 минут центрифугирования снова удаляют супернатант и протопласты повторно суспендируют в КМС раствора крепостью 6/7. Отбирают аликвот для подсчета и протопласты снова осаждают центрифугированием. Протопласты повторно суспендируют при концентрации 107 (мл в КМ среде (таблица 1) или в растворе маннита, имеющем такие же осмотические свойства, как и среда КМ, и содержащем 6 мМ MgCl2 или в любой другой подходящей среде, используемой для трансформации, как описано в следующих примерах. Эту суспензию протопластов используют для культивирования, как описано в примере 8a, или где выполняют, для трансформации протопластов, как описано в примерах 8 и 9.The protoplast preparation is resuspended in 10 ml of fresh KMS saline and centrifuged for 5 minutes at 60-100 g. The supernatant is removed and discarded, and the protoplasts are carefully resuspended in the remaining drop and then 10 ml of KMS solution with a strength of 13/14 are gradually added. After 5 minutes of centrifugation, the supernatant is again removed and the protoplasts are resuspended in a 6/7 strength KMS solution. An aliquot was taken for counting and protoplasts were again pelleted by centrifugation. Protoplasts are resuspended at a concentration of 10 7 (ml in KM medium (table 1) or in a mannitol solution having the same osmotic properties as KM medium and containing 6 mM MgCl 2 or in any other suitable medium used for transformation as described in the following examples: This protoplast suspension is used for cultivation, as described in example 8a, or where it is performed, for transformation of protoplasts, as described in examples 8 and 9.
Пример 4. Общие методики рекомбинантной ДНК. Example 4. General methods of recombinant DNA.
Поскольку многие методики рекомбинантной ДНК, использованные в настоящем изобретении, являются рутинными для специалистов в данной области, краткое описание этих обычно используемых методик приведено здесь, а не в каждом случае, где они возникают ниже. За исключением отмеченного здесь все эти рутинные процедуры описаны в работе Maniatis et al. (1982). Since many recombinant DNA techniques used in the present invention are routine for those skilled in the art, a brief description of these commonly used techniques is provided here, and not in every case where they arise below. Except as noted here, all of these routine procedures are described in Maniatis et al. (1982).
А. Переваривание рестрикционными эндонуклеазами. A. Digestion with restriction endonucleases.
Обычно ДНК находится в реакционной смеси в количестве примерно 50 - 500 мкг/мл в буферном растворе, рекомендованном производителем, Нью Инглэд Биолабс, Беверли, МА, прибавляют 2 - 5 единиц рестрикционных эндонуклеаза на каждый 1 мкг ДРК и инкубируют реакционную смесь при температуре, рекомендованной производителем, в течение 1 - 3 часов. Реакцию заканчивают при нагревании при 65o в течение 10 минут или экстракцией фенолом с последующим осаждением ДНК этанолом. Эта методика также описана на страницах 104 - 106 в работе Маниатиса с сотр.Typically, the DNA is in the reaction mixture in an amount of about 50-500 μg / ml in a buffer solution recommended by the manufacturer, New Inglade Biolabs, Beverly, MA, 2-5 units of restriction endonuclease are added for every 1 μg of DRC and the reaction mixture is incubated at the temperature recommended manufacturer, for 1 to 3 hours. The reaction is completed by heating at 65 ° for 10 minutes or by phenol extraction, followed by DNA precipitation with ethanol. This technique is also described on pages 104 - 106 by Maniatis et al.
В. Обработке ДНК полимеразой для создания flush концов. B. DNA polymerase processing to create flush ends.
Фрагменты ДНК прибавляют к реакционной смеси при 50 - 500 мг/мл в буфере, рекомендованном производителем, Нью Инглэнд Биолабо. Реакционная смесь содержит все четыре деоксинуклеотидтрифосфата в концентрации 0,2 мМ. Реакционную смесь инкубируют при 15oC в течение 30 минут, а затем заканчивают при нагревании до 65oC в течение 10 минут. Для фрагментов, полученных перевариванием рестрикционными эндонуклеазами, которые создают 5'-выступающие концы, такие как EcoRI и Bam HI используют большой фрагмент или фрагмент Кленова ДНК полимеразы.DNA fragments were added to the reaction mixture at 50-500 mg / ml in the buffer recommended by the manufacturer, New England Biolabo. The reaction mixture contains all four deoxynucleotide triphosphates at a concentration of 0.2 mm. The reaction mixture was incubated at 15 ° C. for 30 minutes, and then terminated by heating to 65 ° C. for 10 minutes. For fragments obtained by digestion with restriction endonucleases that create 5'-protruding ends, such as EcoRI and Bam HI, use a large fragment or fragment of the Maple DNA polymerase.
Для фрагментов, продуцированных эндонуклеазами, которые продуцируют 3'-выступающие концы, такие как PstI и SacI используют T4 ДНЕ полимеразу. Использование этих двух ферментов описано на страницах 113 -121 работы Маниатиса с сотр. For fragments produced by endonucleases that produce 3'-protruding ends, such as PstI and SacI, use T4 DAY polymerase. The use of these two enzymes is described on pages 113 -121 of the work of Maniatis et al.
С. Электрофорез на агарозном геле и очистке фрагментов ДНК от гелей. C. Electrophoresis on agarose gel and purification of DNA fragments from gels.
Электрофорез на агарозном геле осуществляют в горизонтальном устройстве, как описано на страницах 150 - 163 работы Маниатиса с сотрудниками. Использованный буфер представляют собой Трисборатный буфер, описанный здесь. Фрагменты ДНК визуализуют окрашиванием 0,5 мкг/мл этидинийбромида, который или присутствует в геле и tank буфере или прибавляется после электрофореза. ДНК визуализуют при освещении коротковолновым или длинноволновым ультрафиолетовым светом. Когда фрагменты должны быть выделены из геля, используют агарозу с низкотемпературным гелеобразованием, полученную от Сигма Кемикал, Сент-Луис, Миссури. После электрофореза вырезают желаемый фрагмент, помещают в пластиковую трубку, нагревают до 65oC в течение примерно 15 минут, затем экстрагируют три раза фенолом и дважды осаждают этанолом. Эта процедура является несколько модифицированной по сравнению с той, что описана в работе Маниатиса с сотрудниками на странице 170.Agarose gel electrophoresis is carried out in a horizontal device, as described on pages 150-163 of the work of Maniatis with employees. The buffers used are the Trisborate buffer described herein. DNA fragments are visualized by staining with 0.5 μg / ml ethidinium bromide, which is either present in the gel and tank buffer or added after electrophoresis. DNA is visualized by short-wave or long-wave ultraviolet light. When fragments are to be isolated from the gel, low temperature gel agarose obtained from Sigma Chemical, St. Louis, Missouri is used. After electrophoresis, the desired fragment is excised, placed in a plastic tube, heated to 65 ° C. for about 15 minutes, then extracted three times with phenol and ethanol precipitated twice. This procedure is slightly modified compared to that described in the work of Maniatis with employees on
D. Присоединение синтетических линкерных фрагментов к концам ДНК. D. Attachment of synthetic linker fragments to the ends of DNA.
Когда желательно добавить новый сайт рестрикции эндонуклеазы к концу молекулы ДНК, такую молекулу сначала обрабатывают ДНК полимеразой для создания flush концов, если необходимо, как описано в приведенном выше разделе. Приблизительно 0,1 - 1,0 мкг этого фрагмента прибавляют к примерно 10 нг фосфорилированного линкера ДНК, полученного от Нью Инглэд, в объеме от 20 до 30 мкл, содержащем 2 мкл T4 ДНК лигазы, от Нью Инглэд Биолабс и 1 мМ АТФ в буфере, рекомендованном производителем. После инкубации в течение ночи при 15oC реакции заканчивают при нагревании смеси при 65oC в течение 10 минут. Затем реакционную смесь разбавляют до примерно 100 мкл в буфере, пригодном для рестрикционных эндонуклеаз, которые расщепляют синтетическую линкерную последовательность, и прибавляют примерно 50 - 200 единиц этой эндонуклеазы. Смесь инкубируют при соответствующей температуре в течение 2 - 6 часов, затем фрагмент подвергают электрофорезу на агарозном геле и очищают фрагмент, как описано выше. Полученный в результате фрагмент теперь будет иметь концы с окончаниями, полученными при переваривании рестрикционной эндонуклеазой.When it is desired to add a new endonuclease restriction site to the end of the DNA molecule, such a molecule is first treated with DNA polymerase to create flush ends, if necessary, as described in the above section. Approximately 0.1 to 1.0 μg of this fragment is added to about 10 ng of the phosphorylated DNA linker obtained from New Ingled in a volume of 20 to 30 μl containing 2 μl of T4 DNA ligase, from New Ingled Biolabs and 1 mM ATP in buffer recommended by the manufacturer. After overnight incubation at 15 ° C., the reactions are terminated by heating the mixture at 65 ° C. for 10 minutes. The reaction mixture is then diluted to about 100 μl in a buffer suitable for restriction endonucleases that cleave the synthetic linker sequence, and approximately 50-200 units of this endonuclease are added. The mixture was incubated at the appropriate temperature for 2-6 hours, then the fragment was subjected to agarose gel electrophoresis and the fragment was purified as described above. The resulting fragment will now have ends with the ends obtained by digestion with restriction endonuclease.
Эти концы обычно являются липкими, так что полученный в результате фрагмент теперь легко лигируется с другими фрагментами, имеющими такие же липкие концы. These ends are usually sticky, so the resulting fragment is now easily ligated with other fragments having the same sticky ends.
E. Удаление 5'-концевых фосфатов из фрагментов ДНК. E. Removal of 5'-terminal phosphates from DNA fragments.
Во время стадии клонирования плазмиды обработка плазмидного вектора фосфатазой уменьшает рециркулизацию вектора (обсуждается на странице 13 работы Маниатиса с сотрудниками). После переваривания ДНК соответствующей рестрикционной эндонуклеазой, прибавляют одну единицу желудочной щелочной фосфатазы коровы, полученной от Боерингер-Маннхейм, Индианаполис, ИН, ДНК инкубируют при 37oC в течение часа, затем экстрагируют дважды фенолом и осаждают этанолом.During the cloning step of the plasmid, treatment of the plasmid vector with phosphatase reduces the recirculation of the vector (discussed on
F. Лигация фрагментов ДНК. F. Ligation of DNA fragments.
При соединении фрагментов, имеющих комплементарные липкие концы, инкубируют приблизительно 100 нг каждого фрагмента в реакционной смеси емкостью 20 - 40 мкл, содержащей приблизительно 0,2 единицы Т4 ДНК лигазы из Нью Биолабс в буфере, рекомендуемом производителем Инкубацию продолжают в течение 1 часа 20 минут при 15oC. При соединении фрагментов ДНК, имеющих тупые концы, их инкубируют, как описано выше, за исключением того, что количество Т4 ДНК лигазы увеличивают в 2-4 раза.When combining fragments with complementary sticky ends, approximately 100 ng of each fragment is incubated in a 20-40 μl reaction mixture containing approximately 0.2 T4 units of New Biolabs DNA ligase in a buffer recommended by the manufacturer. Incubation is continued for 1
G. Трансформация ДНК в E. coli
Для большинства экспериментов используют E. coli штамм HB101. ДНК вводят в E. coli используя процедуру с хлористым кальцием, описанную Маниатисом с сотрудниками на страницах 250-251.G. Transformation of DNA in E. coli
For most experiments, E. coli strain HB101 is used. DNA is introduced into E. coli using the calcium chloride procedure described by Maniatis and coworkers on pages 250-251.
H. Скринирование E. coli для плазмид. H. Screening of E. coli for plasmids.
После трансформации полученные в результате колонии E. coli скринируют на присутствие целевой плазмиды с помощью процедуры быстрой изоляции плазмиды. Две удобные процедуры описаны на страницах 366-369 в работе Маниатиса с сотрудниками (1982). After transformation, the resulting E. coli colonies are screened for the presence of the target plasmid using the quick plasmid isolation procedure. Two convenient procedures are described on pages 366-369 in Maniatis et al. (1982).
1. Широкомасштабное выделение плазмиды ДНК. 1. Large-scale isolation of plasmid DNA.
Процедуры для выделения больших количеств плазмид в E. coli описаны на страницах 86-94 работы Маниатиса с сотрудниками (1982). Procedures for the isolation of large quantities of plasmids in E. coli are described on pages 86-94 of Maniatis et al. (1982).
f. Клонирование в векторе фага N13. f. Cloning in phage N13 vector.
В последующем описании должно быть понятно, что двуниточная репликативная форма производных фага M13 используется для рутинных процедур, таких как переваривание рестрикционной эндонуклеазой, лигирование и т.п. In the following description, it should be understood that the double-stranded replicative form of derivatives of phage M13 is used for routine procedures, such as restriction endonuclease digestion, ligation, etc.
Пример 5. Конструирование химерического гена в плазмиде pBR322. Example 5. Construction of a chimeric gene in plasmid pBR322.
Для слияния промотора гена VI CaMV и последовательностей, кодирующих протоксин, конструируют производное фага вектора mp 19 (Janiscn - Perron et al., (1985)). To fuse the CaMV gene VI promoter and the protoxin coding sequences, a phage derivative of the mp 19 vector is constructed (Janiscn - Perron et al., (1985)).
Сначала вставляют в mp 19 фрагмент ДНК, содержащий приблизительно 155 нуклеотидов 5' к кодирующей протоксин области и соседние приблизительно 1346 нуклеотидов кодирующей последовательности. Переваривают фаг mp 19 ds rf двуниточная репликативная форма) ДНК рестрикционными эндонуклеазами Sac I и Sma I и очищают фрагмент вектор приблизительно 7,2 кпо после электрофореза через агарозу с низкой температурой гелеобразования с помощью стандартных процедур. Плазмида pK U 25/4, содержащая приблизительно 10 кпо (килопар оснований) Baccillus thuringiensis ДНК, включая ген протоксина, была получена от др. Дж. Нуеша, Циба-Гейги Лтд., Базель, Швейцария. Нуклеотидная последовательность гена протоксина, присутствующего в плазмиде pK U 25/43, показана в последовательности (1). Плазмиду pK U 25/4 ДНК переваривают эндонуклазами HpaI и SacI и очищают фрагмент 1503 по (содержащий нуклеотиды 2 по 1505) в последовательности (1)), как описано выше). Этот фрагмент содержит последовательности приблизительно 155 по бактериального промотора и приблизительно 1346 по старта последовательности, кодирующей протоксин). Приблизительно 100 нг каждого фрагмента затем смешивают, прибавляют Т4 ДНК лигазу и инкубируют всю ночь при 15oC. Полученную смесь трансформируют в E. coli штамм HB 101, смешивают с бактериальным индикатором E. coli JM101 и высевают, как описано (Messing J. Meth. Enzymol 101 (1983) 20). Ниже для дальнейшего конструирования используют один фаг, называемый mp 19 (b)
Затем фрагмент ДНК, содержащий промотор гена VI CaMV и некоторые кодирующие последовательности гена VI, вставляют в mp 19/bt. Фаг mp 19 /bt ds rf ДНК переваривают Ba HI, обрабатывают большой фрагмент ДНК полимеразой для создания тупых концов и повторно расщепляют эндонуклеазой Pst I. Большой векторный фрагмент очищают электрофорезом, как описано выше. Плазмида pABDI описана Пашковским с сотрудниками, EMBO J. 3 (1984) 2717-2722. Плазмиду pABDI ДНК переваривают Pst I и Hind III. Очищают фрагмент приблизительно 465 по длинной, содержащий промотор гена VI CaMV и приблизительно 75 по кодирующей последовательности гена VI.First, a DNA fragment containing approximately 155 nucleotides 5 ′ to the protoxin coding region and adjacent approximately 1346 nucleotides of the coding sequence is inserted into mp 19. Phage mp 19 ds rf is digested in a double-stranded replicative form) of DNA with restriction endonucleases Sac I and Sma I and the vector fragment of approximately 7.2 kpu is purified after electrophoresis via low gel temperature agarose using standard procedures.
Then the DNA fragment containing the CaMV gene VI promoter and some coding sequences of the VI gene are inserted into mp 19 / bt. Phage mp 19 / bt ds rf DNA is digested with Ba HI, treated with a large DNA fragment by polymerase to create blunt ends and re-digested with endonuclease Pst I. The large vector fragment is purified by electrophoresis as described above. Plasmid pABDI described Pashkovsky with employees, EMBO J. 3 (1984) 2717-2722. Plasmid pABDI DNA is digested with Pst I and Hind III. A fragment of approximately 465 in length containing the CaMV gene VI promoter and approximately 75 in the coding sequence of gene VI is purified.
Лигируют два фрагмента и высевают, как описано выше. Один из полученных в результате рекомбинантных фагов, называемый mp 19/ bt ca, используют в следующем эксперименте:
Фаг mp 19/ bt ca содержит последовательности промотора гена VI CaMV часть кодирующей последовательности гена VI, приблизительно 155 по Baccillus thuringiensis ДНК выше последовательности, кодирующей протоксин, и приблизительно 1346 по последовательности, кодирующей протоксин. Для слияния последовательностей промотора CaMV точно к последовательностям, кодирующим протоксин, делецируют внедрившуюся ДНК, используя направленный мутагенез олигонуклеотидов mp 19/ bt ca ДНК. ДНК олигонуклеотид с последовательностью
(5') TTCGGATTGTTATCCATGGTTGGAGGTCTGA
(3') синтезируют с помощью рутинных процедур с использованием синтезатора ДНК Апплайд Биосистемс. Этот олигонуклеотид является комплеметарным к этим последовательностям в фаге mp 19/ bt ca ДНК на 3'-конце промотора CaMV нуклеотиды 5762 по 5778 у Хону (1982)) и началу последовательности, кодирующей протоксин (нуклеотиды 156 по 172) в формуле 1 выше. Общая процедура для мутагенеза является такой, как описана у Цоллера и Смита (1983). Приблизительно 5 мкг однониточной ДНК фага mp 19/bt ca смешиваются 0,3 мкг фосфорилированного олигонуклеотида в объеме 40 мкл. Смесь нагревают до 65oC в течение 5 минут, охлаждают до 50oC и медленно охлаждают до 4oC. Затем прибавляют буфер, нуклеотид трифосфатазу, АТФ, Т4 ДНК лигазу и большой фрагмент ДНК полимеразы и инкубируют всю ночью при 15oC, как описано (смотри Цоллера и Смита (1983)). После электрофореза на агарозном геле очищают циркулярную двуниточную ДНК и трансфецируют в E. coli штамм JM101. Полученные в результате плашки скринируют на последовательности, которые гибридизуют с 32P-меченым олигонуклеотидом и анализируют фаг с помощью ДНК рестрикционного анализа эндонуклеазами. Среди полученных в результате клонов фага будут клоны, которые имеют правильно делецированные неожиданные последовательности между промотором гена VI CaMV и кодирующей протоксин последовательностью. Этот фаг называют mp19 (bt ca) del.Two fragments are ligated and plated as described above. One of the resulting recombinant phages, called mp 19 / bt ca, is used in the following experiment:
Phage mp 19 / bt ca contains CaMV gene VI promoter sequences part of the VI gene coding sequence, approximately 155 for the Baccillus thuringiensis DNA sequence above the protoxin coding sequence, and approximately 1346 for the protoxin coding sequence. To fuse CaMV promoter sequences exactly to protoxin encoding sequences, the introduced DNA is deleted using directed mutagenesis of mp19 / bt ca DNA oligonucleotides. DNA oligonucleotide with the sequence
(5 ') TTCGGATTGTTATCCATGGTTGGAGGTCTGA
(3 ') are synthesized using routine procedures using the DNA Biosystems DNA synthesizer. This oligonucleotide is complementary to these sequences in the mp 19 / bt ca DNA phage at the 3'-end of the CaMV promoter nucleotides 5762 to 5778 from Hon (1982)) and the start of the protoxin encoding sequence (nucleotides 156 to 172) in
Затем конструируют плазмиду, в которой 3'-кодирующую область гена протоксина сливают с сигналами окончания транскрипции CaMV. Сначала плазмиду pABDI ДНК переваривают эндонуклеазами Bam HI и BglII изолируют фрагмент 0,5 кпо, содержащий последовательности терминатора транскрипции CaMV. Затем плазмиду pU C19, Yanish - Perronn et al., Gene 33 (1985 ) 103-119, переваривают Bam HI, смешивают с фрагментом 0,5 кпо и инкубируют с T4 ДНК лигазой. После трансформации НК в E. coli штамм HB101, получают один из полученных в результате клонов, называемый плазмидой p702. A plasmid is then constructed in which the 3'-coding region of the protoxin gene is fused to CaMV transcription end signals. First, plasmid pABDI DNA is digested with Bam HI endonucleases and BglII isolate a 0.5 kbp fragment containing CaMV transcription terminator sequences. Then the plasmid pU C19, Yanish - Perronn et al., Gene 33 (1985) 103-119, digested with Bam HI, mixed with a fragment of 0.5 kpo and incubated with T4 DNA ligase. After transformation of NK into E. coli strain HB101, one of the resulting clones, called plasmid p702, is obtained.
Затем расщепляют плазмиду p702 ДНК эндонуклеазами SacI и SmaI и изолируют с помощью электрофореза больший фрагмент примерно 3,2 кпо. Плазмиду pK U 25/4 ДНК переваривают эндонуклеазами Aha III и Sai I и изолируют после гель-электрофореза фрагмент 2,3 кпо (нуклеотиды 1502 по 3773 в формуле I выше), содержащий 3'-участок последовательности, кодирующей протоксин /nt 1504 по 3773 последовательности, показанной в формуле I. Эти два фрагмента ДНК смешивают, инкубируют с T4 ДНК лигазой и трансформируют в E. coli штамм HB101. Полученной плазмидой является p702/bt. Plasmid p702 DNA is then digested with SacI and SmaI endonucleases and a larger fragment of approximately 3.2 kpo is isolated by electrophoresis.
Наконец соединяют частиц фага mp 19/bt ca/del ds rf ДНК и плазмиду p702/в t чтобы создать плазмиду, содержащую последовательность, кодирующую протоксин, фланкированную промотором CaMV и терминаторными последовательностями. Фаг mp 19/bt del ДНК переваривают эндонуклеазами Sea I и Spn I и очищают фрагмент примерно 1,75 кпо электрофорезом на агарозном геле подобным образом переваривают плазмиду p702/bt
ДНК эндонуклеазами ScaI и SalI изолируют фрагмент приблизительно 2,5 кпо. Наконец переваривают плазмиду pBk 322 ДНК (Bolivar et al., (19677) эндонуклеазами SalI и SphI и изолируют больший фрагмент 4,2 кпо. Смешивают все три фрагмента ДНК и инкубируют с Т4 ДНК лигазой и трансформируют в E. coli, штамм HB 101. Полученная в результате плазмида, pBK 322/bt 14 является производной из pBK 322, содержащей промотор гена VI CaMV, и сигналы начала трансляции, слитые с последовательностью, кодирующей кристаллический белок, затем с терминатором транскрипции CaMV.Finally, mp 19 / bt ca / del ds rf DNA phage particles and plasmid p702 / bt are combined to create a plasmid containing a protoxin coding sequence flanked by the CaMV promoter and terminator sequences. Phage mp 19 / bt del DNA is digested with Sea I and Spn I endonucleases and a fragment of about 1.75 kp is purified by agarose gel electrophoresis and plasmid p702 / bt is similarly digested
DNA with ScaI and SalI endonucleases isolate a fragment of approximately 2.5 kpo. Finally, the plasmid pBk 322 DNA (Bolivar et al., (19677) was digested with SalI and SphI endonucleases and the larger 4.2 kpo fragment was isolated. All three DNA fragments were mixed and incubated with T4 DNA ligase and transformed into E. coli,
Пример 6a. Конструирование pTOX, содержащего химерический ген, кодирующий ген инсектицидного токсина Bacillus thuringiensis var. tenebrionis. Example 6a Construction of pTOX containing a chimeric gene encoding the insecticidal toxin gene of Bacillus thuringiensis var. tenebrionis.
Ген, кодирующий ген инсектицидного кристаллического белка Bacillus thuringiensis var. benebrionia был охарактеризован и секвенсирован (Sekar V et al. , Proc. Natl. Acad. Sci. США 84 (1987) 7036-7040). Эту кодирующую последовательность изолируют на походящем рестрикционном фрагменте, таком как Hind III. Фрагмент размером приблизительно 3 ко, и вставляют в подходящий растительный вектор эксперсии, такой как плазмида pCIB 770 (Rothstein 5 et al., Gene, 63 (1987) 153-161). Плазмида pCIB 770 содержит химический канамициновый ген для экспрессии в растениях, а также промотор и терминатор 35S РНК транскрипта CaMV (вируса мозаики подсолнечника), разделенных единичным Bam HI сайтов. Рестрикционный фрагмент, несущий последовательность, кодирующую токсин, делают совместимым с единичным Bam HI сайтом pCIB 770 при использовании подходящего молекулярного адаптора и лигируют вместе. A gene encoding the insecticidal crystalline protein gene of Bacillus thuringiensis var. benebrionia has been characterized and sequenced (Sekar V et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84 (1987) 7036-7040). This coding sequence is isolated on a suitable restriction fragment, such as Hind III. A fragment of approximately 3 ko and inserted into a suitable plant expression vector, such as plasmid pCIB 770 (Rothstein 5 et al., Gene, 63 (1987) 153-161).
Пример 6b. Конструирование pSAH, содержащей химерический ген, кодирующий ген инсектицидного токсина
Baccillus thuringiensis штамм San diego.Example 6b Construction of pSAH containing a chimeric gene encoding an insecticidal toxin gene
Baccillus thuringiensis strain San diego.
Ген, кодирующий инсектицидный белок Baccillus thuringiensis штамм san diego был охарактеризован и секвенсирован Herrnstadt et al., EP-0 202 739 и EP-0 213 818. Эту кодирующую последовательность изолируют на подходящем рестрикционном фрагменте и вставляют в подходящий растительный вектор экспрессии, такой как pCIB 770. Плазмида pCIB770 содержит химерический канамициновый ген для экспрессии в растениях, а также промотор и терминатор 35 S РНК транскрипта CaMV (вируса мозаики подсолнечника), разделенные единичным Bam HI сайтом. Рестрикционный фрагмент, несущий последовательностью, кодирующую токсин, делают совместимым с единичным Bam HI сайтом pCIB 770 при использовании подходящего молекулярного адаптера и лигируют вместе. The gene encoding the insecticidal protein Baccillus thuringiensis strain san diego has been characterized and sequenced by Herrnstadt et al., EP-0 202 739 and EP-0 213 818. This coding sequence is isolated on a suitable restriction fragment and inserted into a suitable plant expression vector such as
Пример 7А. Конструирование плазмиды pCIB 710. Example 7A Construction of the
Плазмида pZW III (доступная от S. Howell Калифорнийский университет, Сан Диего) состоит из трех маленьких EcoRI фрагментов BYI штамма вируса мозаики подсолнечника (CaMV) (Franck et al. (1980) Cell 21: 285 - 294), клонированных в pMB9. p ZW III переваривают и изолируют BgelII фрагмент 1150 по/ пары оснований номера 6494-7643, Hohn et al., Current Topics in Microbiology and Immunology 96 (1982) 193-216). Этот фрагмент лигируют по Bam HI сайту p UC 19. Этот рестрикционный фрагмент колирует как промотор для 35 S pHK CaMV так и поли А сигнал присоединения (т.е. терминатор) для этого транскрипта. Plasmid pZW III (available from S. Howell University of California, San Diego) consists of three small EcoRI fragments of the BYI strain of sunflower mosaic virus (CaMV) (Franck et al. (1980) Cell 21: 285-294) cloned into pMB9. p ZW III digest and isolate the
Мутагенез ин витро
Единичный Bam HI сайт вставляют между этим промотором и терминатором с помощью мутагенеза ин витро. Синтезируют олигонуклеотид 36-оснований, который является идентичный CaMV последовательности, в которую вставлена область с исключением такого сайта рестрикции Bam HI у пары оснований N 7463 в последовательности.Mutagenesis in vitro
A single Bam HI site is inserted between this promoter and the terminator using in vitro mutagenesis. A 36-base oligonucleotide is synthesized which is identical to the CaMV sequence into which the region is inserted with the exception of such a Bam HI restriction site in base pair N 7463 in the sequence.
Клонируют BglII фрагмент 1150 по из приведенного выше, в М13 mp 19 и изолируют однониточную ДНК фага.
Эту однониточную ДНК отжигают с синтетическим олигонуклеотидом синтезируют новую нить, используя олигонуклеотид в качестве праймера и трансфецируют ДНК в штаммы JM101 (Zoller and Smit, DHK, 3(1984) 479-488), затем изолируют как описано у Цоллера и Смита (выше). This single-stranded DNA is annealed with a synthetic oligonucleotide, a new strand is synthesized using the oligonucleotide as a primer and the DNA is transfected into JM101 strains (Zoller and Smit, DHK, 3 (1984) 479-488), then isolated as described by Zoller and Smith (above).
Селекция целевого мутантного фага
Олигонуклеотид 36 оснований метят путем Kinasing c 32-Р-АТФ.Selection of the target mutant phage
An oligonucleotide of 36 bases was labeled by Kinasing with 32-P-ATP.
Группу плашек трансфецированного М13 фага локализуют на нитроцеллюлозном фильтре. Этот фильтр гибридизуют с меченой 36-mer, фильтр промывают при повышенной температуре. Мутированные фаги являются стабильными при промывке при повышенных температурах. A group of dies of transfected M13 phage is localized on a nitrocellulose filter. This filter is hybridized with a 36-mer labeled filter and washed at elevated temperature. Mutated phages are stable when washed at elevated temperatures.
Изолируют в секвенсируют один из этих фагов, стабильных при повышенных температурах, чтобы подтвердить наличие Bam HI сайта. One of these phages stable at elevated temperatures is sequenced to confirm the presence of a Bam HI site.
Окончательная сборка pCIB 710
Двуниточную ДНК, изолированную из этого фага, переваривают Hind III и EcoRI pUC19 расцепляют Hind III и EcoRI. Лигируют эти две переваренные ДНК. Трансформанты отирают по устойчивости к ампициллину. Один трансформант из этой лигации является pCIB710.Final assembly of the
The double-stranded DNA isolated from this phage was digested with Hind III and EcoRI pUC19 was digested with Hind III and EcoRI. These two digested DNAs are ligated. Transformants are wiped away by ampicillin resistance. One transformant from this ligation is pCIB710.
Плазмида pCIB710 не имеет АТC стартовых кодонов между этим Bam HI сайтом, который вставлен, и начальной точкой транскрипции. Plasmid pCIB710 does not have ATC start codons between this Bam HI site that is inserted and the transcription start point.
Пример 76. Конструирование pCIB712
Ген устойчивости к гигромицину (Gritz, Z. and Davies J. Gene 25 (1983) 179-188) находится примерно на 1150 парах оснований BamHI фрагмента от плазмиды p LG90. Плазмида pLG90 была получена от др. Лиды Гриц. Прикладная Биотехнология, 80 Роджерс Ст., Кембридж, Массечусеттс 02142. Этот фрагмент линкируют с BglII линкерами, а затем вставляют в единичный BamHI сайт pCIB 710, разрушая BamHI сайт и конструируя плазмиду pCIB 712. Плазмида pCIB 712 была депонирована в АТСС, Рокквилл, Мэриленд, США, под номером хранения 67407. Это депонирование было осуществлено в соответствии с Будапештским договором (дата депонирована: 18 мая 1987 г).Example 76. Construction of pCIB712
The hygromycin resistance gene (Gritz, Z. and Davies J. Gene 25 (1983) 179-188) is located on approximately 1,150 base pairs of the BamHI fragment from plasmid p LG90. Plasmid pLG90 was obtained from Dr. Lida Grits. Applied Biotechnology, 80 Rogers St., Cambridge, Mass. 02142. This fragment is linked to BglII linkers, and then inserted into a single BamHI site of
Плазмиду pCIB712 линеаризуют, используя соответствующий фермент, например, SmaI. Plasmid pCIB712 is linearized using the appropriate enzyme, for example, SmaI.
Пример 7с. Конструирование pCIB10/34 Sbt
Плазмида pCIB710 описана выше.Example 7c Construction of pCIB10 / 34 Sbt
Plasmid pCIB710 described above.
Конструирование pCIB10
1. Т-ДНК фрагмент, содержащий левый край от pTi 737, изолируют из pB R 325 (EcoR 129) Yadav et al., Proc. Natl. Acad Sci. США, 79 (1982) 6322-6326, pBR 325 (EcoR 129 разрезают EcoRI и линкируют фрагмент 1,1 ко с Hind III линкерами (Нью Ингланд Биолабс).Construction of pCIB10
1. A T-DNA fragment containing the left edge of pTi 737 is isolated from pB R 325 (EcoR 129) Yadav et al., Proc. Natl. Acad Sci. USA 79 (1982) 6322-6326, pBR 325 (EcoR 129 cut with EcoRI and link 1.1 kb fragment with Hind III linkers (New England Biolabs).
2. Плазмиду pBR322 (Bolivar et al., Gene, 2(1977) 95-103) разрезают Hind III
3. Фрагмент, содержащий левый край, описанный в стадии 1%, лигируют в Hind перевар pBR 322.2. Plasmid pBR322 (Bolivar et al., Gene, 2 (1977) 95-103) was cut with Hind III
3. The fragment containing the left edge described in
4. Плазмиду, содержащий левый край, сконструированную на стадии 3, переваривают ClaI и Hind III и изолируют фрагмент Hind III/ClaI 1,1 ko (Hepburn et al., J.Mol. Appl. Genet., 2, (1983) 315-329). 4. A plasmid containing the left edge constructed in
5. Плазмиду p UC18 (Horrander et al., Genl 26(1983) 101-106) разрезают Hind III и Eco RI; полилинкер 60 пометят по концу, используя Т4 полинуклеотид киназу и гамма-32р-АТФ, и изолируют из акриламидного гена. 5. Plasmid p UC18 (Horrander et al., Genl 26 (1983) 101-106) was cut with Hind III and Eco RI;
6. Плазмиду pBR 322 разрезают EcoRI и ClaI и изолируют большой фрагмент. 6. Plasmid pBR 322 was cut with EcoRI and ClaI and a large fragment was isolated.
7. Полилинкер Hind III/EcoRI 60 по и фрагмент Hind III/ClaI 1,1 ко EcoR 129 лигируют в pBR 322, разрезанную ClaI и EcoRI, конструируя pCIB5. 7. The Hind III /
8. Химерический ген, придающий устойчивость к канамицину (nos-neo) берут из Binb(Bevan, Nuc. Acid Res. 12(1984) 8711-8721) в виде фрагмента SalI/EcoRI
9. Плазмиду pUC18 разрезают EcoRI и SalI
10. Фрагмент SalI/EcoRI содержащий химерический ген стадии 8, лигируют в pUC18, разрезанную EcoRI и SalI
11. BanHI сайт распознавания в терминальной последовательности этого химерического гена разрушают, разрезая Bam HI, заполняют при использовании Т4 ДНК полимеразы и лигируют.8. The chimeric gene conferring resistance to kanamycin (nos-neo) is taken from Binb (Bevan, Nuc. Acid Res. 12 (1984) 8711-8721) as a SalI / EcoRI fragment
9. Plasmid pUC18 cut with EcoRI and SalI
10. The SalI / EcoRI fragment containing the chimeric stage 8 gene is ligated into pUC18, cut with EcoRI and SalI
11. BanHI recognition site in the terminal sequence of this chimeric gene is destroyed by cutting Bam HI, filled using T4 DNA polymerase and ligated.
12. Полученную в результате плазмиду разрезают Sst II (Бетесда Рисерч Лабораториз) и Hind III. 12. The resulting plasmid was cut with Sst II (Bethesda Research Laboratories) and Hind III.
13. Фрагмент, содержащий 5'-часть nos-промотора и правый край pTi T37, изолируют при разрезании pBR 325 (Hind 23) с помощью HindIII и Sst II и изолируют фрагмент 1,0 ко. 13. The fragment containing the 5'-part of the nos promoter and the right edge of the pTi T37 is isolated by cutting pBR 325 (Hind 23) with HindIII and Sst II and the 1.0 kb fragment is isolated.
14. Этот Hind III/SstII фрагмент 1,0 ко лигируют в pUC18 вектор стадии 12, конструируют pCIB4. 14. This Hind III / SstII fragment 1.0 is ligated into pUC18 vector of step 12, pCIB4 is constructed.
15. pCIB5, содержащую левый край Т-ДНК, разрезают Aat II, создавая тупой конец с помощью обработки Т4 ДНК полимеразой, а затем разрезают EcoRI. 15. pCIB5, containing the left edge of T-DNA, was cut into Aat II, creating a blunt end by treatment with T4 DNA polymerase, and then cut with EcoRI.
16. pCIB4 разрезают Hind III создавая тупой конец путем обработки с использованием фрагмента Кленова E. coli ДНК полимеразы 1, и разрезают EcoRI. 16. pCIB4 cut Hind III creating a blunt end by processing using the Klenov fragment of E.
17. Вектор стадии 29 лигируют с большим фрагментом стадии 16, конструируя pCIB2, CoIEI репликон, содержащий левый и правый края T-ДНК, фланкирующие химерический Kmr ген и полилинкер.17. The vector of step 29 is ligated with a large fragment of step 16, constructing a pCIB2, CoIEI replicon containing the left and right edges of T-DNA flanking the chimeric Km r gene and polylinker.
18. Плазмиду pR 102 (Jorgensen et al Mol. Gen. Gemet 177 (1979) 65-72) переваривают Bam HI и заполняют при использовании фрагмента Кленова. 18. Plasmid pR 102 (Jorgensen et al Mol. Gen. Gemet 177 (1979) 65-72) was digested with Bam HI and filled using the Klenov fragment.
19. Готовят частичный Alul перевар плазмиды pAO3 (Оkа et al, Nature 276, (1978) 845-847 и Оkа et al, J. Mal. Biol., 147 (1981) 217-226). 19. A partial Alul digest of plasmid pAO3 is prepared (Oka et al, Nature 276, (1978) 845-847 and Oka et al, J. Mal. Biol., 147 (1981) 217-226).
20. AluI перевар лигируют в рестриктированную pRZ 102 со стадии 18, отбирая целевые трансформанты по устойчивости к канамицину. 20. AluI digest ligated into the restricted pRZ 102 from
21. Полученная в результате плазмида имеет кодирующую последовательность Tn 903, присутствующую на Bam HI фрагменте 1,05 ко; этот фрагмент изолируют после BamHI переваривания и заполнения фрагментом Кленовым. 21. The resulting plasmid has the coding sequence Tn 903 present on the Bam HI fragment of 1.05 ko; this fragment is isolated after BamHI digestion and filling with the Klenov fragment.
22. Плазмида pRK 252, производная от больного ряда хозяев плазмиды pRK 2 получена от др. Дон Хелински из Калифорнийского университета, Сан Диего. Эта плазмида потеряла BglII сайт, присутствующий в родственной плазмиде pRK 290 (Ditta et al. , Proc. Nat. Acad. Sci., США, 77 (1980) 262-269). p RK 252 переваривают SmaI и SalI заполняют, используя фрагмент Кленова и изолируют большой фрагмент, полученный из этого перевара. 22. Plasmid pRK 252, a derivative of a number of patients with
23. Фрагмент, содержащий TN903, изолированный на стадии 21, лигируют в большой фрагмент из pRK 252, конструируя pRK252 Км. 23. The fragment containing TN903 isolated in
24. Плазмиду pPK252 Km разрезают EcoRI получают тупые концы с использованием фрагмента Кленова и линкируют BglII линкерами (Нью Инглэнд Биолабс). 24. Plasmid pPK252 Km cut EcoRI get blunt ends using a maple fragment and link BglII linkers (New England Biolabs).
25. Плазмиду pCI82 разрезают EcoRV и линкируют BglI линкерами (Нью Инглэнд Биолбс). 25. Plasmid pCI82 was cut with EcoRV and linked with BglI linkers (New England Biolbs).
26. Bgl II линкированную pCIB2 со стадии 25 лигируют в вектор стадии 24, конструируя pC1810. 26. Bgl II linked pCIB2 from
Пример 7. Конструирование pCIBIOa
Пример 7c может быть повторен с заменой pRK252 на pRK290.Example 7. Construction pCIBIOa
Example 7c can be repeated with the replacement of pRK252 with pRK290.
1. Плазмиду pRZ102 (Jorgensen et al., (1979), выше) переваривают BamHI и заполняют, используя Кленова. 1. Plasmid pRZ102 (Jorgensen et al., (1979), supra) was digested with BamHI and filled using Klenov.
2. Готовят частичный перевар AluI плазмиды pA03 (Oka et al., (1978) выше). 2. Prepare a partial digest of AluI plasmid pA03 (Oka et al., (1978) above).
3. AluI перевар лигируют в рестриктированную со стадии 18, пример 7c, отбирают целевые трансформанты с помощью устойчивости к канамицину. 3. AluI digestion is ligated to the restriction enzyme from
4. Полученная в результате плазмида имеет кодирующую последовательность Tn903, присутствующую на фрагменте BamHI размером 1,05 kb; этот фрагмент выделяли после BamHI переваривания и заполняли фрагментом Кленова. 4. The resulting plasmid has a Tn903 coding sequence present on a 1.05 kb BamHI fragment; this fragment was isolated after BamHI digestion and filled with a Klenov fragment.
5. Плазмида pRK290, представляющая собой производное распространенной у большого числа хозяев плазмиды RK2, была получена от д-ра Дон Хелински из Калифорнийского университета, Сан-диего, pRK290 переваривали с SmaI и SaII заполняли с использованием фрагмента Кленова и выделяли крупный фрагмент, полученный в результате такого переваривания. 5. The plasmid pRK290, which is a derivative of the common host plasmid RK2, was obtained from Dr. Don Helinsky of the University of California, San Diego, pRK290 was digested with SmaI and SaII was filled using the Klenov fragment and a large fragment obtained in the result of such digestion.
6. Tn908 содержащий фрагмент, выделенный на стадии 35, лигировали на крупный фрагмент из pRK290. Конструирующий pRKK290Km. 6. Tn908 containing the fragment isolated in step 35 was ligated into a large fragment from pRK290. Constructing pRKK290Km.
7. Плазмиду со стадии 6 переваривали с BgIII, заполняли с использованием фрагмента Кленова и лигировали, разрушая ее BgIII сайт, с целью конструирования pRK290Km. 7. The plasmid from
8. Плазмиду pRK290Km разрезали с помощью EcoRI, соединяли тупыми концами с использованием фрагмента Кленова и соединяли с помощью BglII линкеров (Нью Инглэнд Биолабс). 8. The plasmid pRK290Km was cut using EcoRI, connected with blunt ends using a Klenov fragment, and connected using BglII linkers (New England Biolabs).
9. Плазмиду pCIB2 разрезали с помощью EcoRV и соединяли с BglII линкерами (Нью Иншлэнд Биолабс). 9. Plasmid pCIB2 was cut using EcoRV and connected to BglII linkers (New England Biolabs).
10. Линкированную BglII pCIB2 со стадии 9 лигировали на вектор со стадии 7, конструируя pCIB10a. 10. The linked BglII pCIB2 from
Пример 7e. Конструирование химерного гена протоксина Bacillus thuringiensis с CaMV35S промотором. Example 7e Construction of the chimeric protoxin gene of Bacillus thuringiensis with the CaMV35S promoter.
A. Конструирование CaMV35S промоторной кассеты
Плазмиду pCIB710 конструировали в соответствии с изображенным на фиг. 107. Такая плазмида содержит CaMY промотор и транскрипционные терминаторные последовательности 35S РНК матрицы (Кови С.Н. Ломонософф Г.П., Хулл Р., Nucleic Acids Research (1981) 6735-6747), 1149 bp BgIII рестрикционный фрагмент CaMV ДНК (bp 7643-6494 в Хон с сотр. (1982)) выделяли из плазмиды pLVIII (полученной от д-ра С.Хоувелла, Калифорнийский университет, Сан-Диего; либо такой фрагмент может быть выделен непосредственно из CaMV ДНК) методом препаративного агарозагелевого электрофореза, описанного выше, и смешивали с BamHI-расщепленной плазмидой pUC19 ДНК, обрабатывали T4 ДНК-лигазой и и трансформировали в E. coli (Примечание: BamHI рестрикционный сайт в полученной в результате плазмиде был разрушен лигированием BglII липких концов с BamHi липкими концами).A. Construction of CaMV35S promoter cassette
Plasmid pCIB710 was constructed as shown in FIG. 107. Such a plasmid contains the CaMY promoter and transcriptional terminator sequences of the 35S RNA matrix (Covey S. N. Lomonosoff G. P., Hull R., Nucleic Acids Research (1981) 6735-6747), 1149 bp BgIII restriction fragment CaMV DNA (bp 7643-6494 in Hon et al. (1982)) was isolated from plasmid pLVIII (obtained from Dr. S. Howell, University of California, San Diego; or such a fragment can be isolated directly from CaMV DNA) by preparative agarose gel electrophoresis described above and mixed with BamHI-digested plasmid pUC19 DNA, treated with T 4 DNA ligase and and trans formed in E. coli (Note: the BamHI restriction site in the resulting plasmid was destroyed by ligation of BglII sticky ends with BamHi sticky ends).
Полученную в результате плазмиду, названную pUC19/35S затем использовали в олигонуклеотид-направленном in vitro мутагенезе с целью внедрения BamHI распозновательной последовательности GGATCC непосредственно после CaMV нуклеотида 7483 в ссылке Хона. Полученная в результате плазмида, pCIB710, содержит CaMV35S промоторный участок и участок окончания транскрипции, разделенные BamHI рестрикционным сайтом. ДНК последовательности, вставленные в такой BamHI сайт, могут быть экспрессированы в растения с помощью таких CaMV транскрипционных регуляторных последовательностей. (Следует также отметить, что pCIB710 не содержит каких-либо ATG трансляционных инициирующих кодонов между началом транскрипции и сайтом). The resulting plasmid, named pUC19 / 35S, was then used in oligonucleotide-directed in vitro mutagenesis to introduce the BamHI recognition sequence GGATCC immediately after CaMV nucleotide 7483 in the Hon link. The resulting plasmid, pCIB710, contains the CaMV35S promoter region and the transcriptional termination region, separated by a BamHI restriction site. DNA sequences inserted at such a BamHI site can be expressed in plants using such CaMV transcriptional regulatory sequences. (It should also be noted that pCIB710 does not contain any ATG translation initiation codons between the start of transcription and the site).
B. Внедрение CaMV35S промоторной/терминаторной кассеты в pCIB10
Следующие стадии отражены на фиг. 11
Плазмиды pCIB10 и pCIB70 переваривали с EcoRI и SalI, смешивали и лигатировали. Полученная в результате плазмида, pCIB10 710 имеет CaMV35S промотор/терминаторную кассету, вставленную в трансформационный вектор растений pCIB10. CaMV35S последовательности находятся между границами T-ДНК в PCIB10 и таким образом, они могут быть внедрены в геном растения в ходе экспериментов по трансформации растений.B. Insertion of CaMV35S Promoter / Terminator Cassette into pCIB10
The following steps are reflected in FIG. eleven
Plasmids pCIB10 and pCIB70 were digested with EcoRI and SalI, mixed and ligated. The resulting plasmid,
C. Внедрение Bacillus thuringiensis протоксинового гена в pCB10/710. C. Introduction of the Bacillus thuringiensis protoxin gene into pCB10 / 710.
Следующие ниже стадии изображены на фиг. 12. В качестве источника протоксинового гена плазмиду pCIB10/19B переваривали с BamHI и NcoI и методом препаративного гель-электрофореза выделяли фрагмент размером 3,6 kb, содержащий протоксиновый ген. Затем этот фрагмент смешивали с синтетическим NcoI-BamHI адаптором, имеющим последовательность 5'-CATGGCCGGATCCGGC-3', после чего переваривали с BamHI. На этой стадии образуются BamHI липкие концы с обоих концов протоксинового фрагмента. Затем полученный фрагмент вставляли в BamHI-расщепленную pCIB10/710. Полученная в результате плазмида, pCIB10/35S показанная на фиг. 12, содержит протоксиновый ген между CaMV 35S промоторной и транскрипционной терминаторной последовательностями.The following steps are shown in FIG. 12. As a source of the protoxin gene, plasmid pCIB10 / 19B was digested with BamHI and NcoI, and a fragment of 3.6 kb containing the protoxin gene was isolated by preparative gel electrophoresis. This fragment was then mixed with a synthetic NcoI-BamHI adapter having the sequence 5'-CATGGCCGGATCCGGC-3 ', and then digested with BamHI. At this stage, BamHI sticky ends are formed at both ends of the protoxin fragment. Then, the resulting fragment was inserted into a BamHI-digested pCIB10 / 710. The resulting plasmid, pCIB10 / 35S shown in FIG. 12, contains a protoxin gene between the CaMV 35S promoter and transcriptional terminator sequences.
Плазмиду pCIB10 (19SBt) [в штамме E.coli HB101] депонировали в ATCC и ей присвоили каталожный номер ATCC 67330 (дата депонирования: 27 февраля 1987 г). Plasmid pCIB10 (19SBt) [in E. coli strain HB101] was deposited with ATCC and assigned ATCC catalog number 67330 (date of deposit: February 27, 1987).
pCIB10/35SBt в штамме MC1061 депонировали в ATCC, Роквилл, Мэриленд, США, под каталожным номером 67329. Такое депонирование осуществляли в соответствии с требованиями Будапештского договора (дата депонирования: 27 февраля 1987 г). pCIB10 / 35SBt in strain MC1061 was deposited with ATCC, Rockville, Maryland, USA under catalog number 67329. Such deposit was carried out in accordance with the requirements of the Budapest Treaty (date of deposit: February 27, 1987).
Пример 8. Трансформация протопластов Zea mays методом электропорации
(a) Все стадии за исключением теплового шока осуществляли при комнатной температуре. Протопласты повторно суспендировали на последней стадии примера 3 в 0,5М растворе маннита, содержащем 0,1% мас./об. MES и 6 мМ MgCl2 сопротивление такой суспензии измеряли в касере диалогового электропоратораR и поддерживали равным 1-1,2 Ком используя для этой цели 300 мМ раствор MgCl2. Протопласты подвергали действию теплового шока путем погружения трубки, содержащей образец на 5 минут в водяную баню с температурой 45oC, после чего проводили охлаждение льдом до комнатной температуры. К аликвотам такой суспензии объемом 0,25 мл добавляли 4 мкг линеаризованной pCIB712 плазмиды, содержащей гидромицин устойчивый ген и 20 мкг ДНК-носителя телячьего тимуса.Example 8. Transformation of Zea mays protoplasts by electroporation
(a) All steps except heat shock were carried out at room temperature. The protoplasts were resuspended in the last step of Example 3 in a 0.5 M mannitol solution containing 0.1% w / v. MES and 6 mM MgCl 2 the resistance of such a suspension was measured in the cassette of the interactive electroporator R and maintained at 1-1.2 Kom using 300 mM MgCl 2 solution for this purpose. Protoplasts were subjected to heat shock by immersing the tube containing the sample for 5 minutes in a water bath at a temperature of 45 o C, after which it was cooled with ice to room temperature. To aliquots of such a 0.25 ml suspension, 4 μg of linearized pCIB712 plasmid containing the hydromycin resistant gene and 20 μg of calf thymus DNA carrier were added.
К протопластам добавляли 0,125 мл 24% мас./об. раствора полиэтиленгликоля (ПЭГ) (мол.м. ПЭГ 8000) в 0,5 М маннита, содержащего 30 мМ MgCl2. Полученную смесь хорошо, но осторожно перемешивали и инкубировали в течение 10 минут. Образец переносили в камеру электропоратора и через 10 секундные интервалы трижды воздействовали импульсами с начальными напряжениями 1000, 1200, 1500, 1800, 2300 и 2800 см-1, причем время экспоненциального спадания и пульса составляло 10 мкс).0.125 ml of 24% w / v was added to the protoplasts. a solution of polyethylene glycol (PEG) (mol.m. PEG 8000) in 0.5 M mannitol containing 30 mm MgCl 2 . The resulting mixture was well but gently mixed and incubated for 10 minutes. The sample was transferred to the electroporator chamber and, after 10 second intervals, was exposed to pulses three times with initial voltages of 1000, 1200, 1500, 1800, 2300, and 2800 cm −1 , the time of exponential decay and pulse being 10 μs).
Культивацию протопластов проводили следующим образом:
Образцы помещали в чашки Петри диаметром 6 см при комнатной температуре. В течение следующих 5-15 минут добавляли 3 мл среды КМ, содержащей 1,2% мас. /об. Sea PlagueR агарозы, 1 мг/л 2,4-Д и 100 мг/л O-ацил салициловой кислоты. Агарозу в протопласты хорошо перемешивали и среде давали желатинироваться.The cultivation of protoplasts was carried out as follows:
Samples were placed in Petri dishes with a diameter of 6 cm at room temperature. Over the next 5-15 minutes was added 3 ml of KM medium containing 1.2% wt. /about. Sea Plague R agarose, 1 mg /
(b) Повторяли методику стадии (a) за исключением того, что сопротивление протопластного препарата поддерживали равным 0,5-0,7 кОм. (b) The procedure of step (a) was repeated, except that the protoplast drug resistance was maintained at 0.5-0.7 kOhm.
(c) Повторяли методику стадии (a), за исключением того, что в качестве ПЭГ использовали ПЭГ с мол.м. 4000. (c) The procedure of step (a) was repeated, except that PEG with mol.m was used as PEG. 4000.
(d) Повторяли методику стадии (c), за исключением того, что сопротивление протопластного препарата поддерживали равным 0,5-0,7 кОм. (d) The procedure of step (c) was repeated, except that the protoplast drug resistance was maintained at 0.5-0.7 kOhm.
(e) Повторяли методику стадии (a), за исключением того, что ПЭГ не добавляли. (e) The procedure of step (a) was repeated, except that PEG was not added.
(f) Повторяли методику стадии (b), за исключением того, что ПЭГ не добавляли. (f) The procedure of step (b) was repeated, except that PEG was not added.
(g) Повторяли методику стадии (a), за исключением того, что половину объема 12% мас./об. ПЭГ. (g) The procedure of step (a) was repeated, except that half the volume was 12% w / v. PEG.
(h) Повторяли методику (b), за исключением того, что добавляли половину объема 12% мас./об. ПЭГ. (h) Repeated procedure (b), except that half the volume of 12% w / v was added. PEG.
(i) Повторяли методику стадии (c), за исключением того, что добавляли половину объема 12% мас./об. ПЭГ. (i) The procedure of step (c) was repeated, except that half the volume of 12% w / v was added. PEG.
(j) Повторяли методику стадии (d), за исключением того, что добавляли половину объема 12% мас./об. ПЭГ. (j) The procedure of step (d) was repeated, except that half the volume of 12% w / v was added. PEG.
(k) Повторяли методику, стадий (a)-(j) за исключением того, что импульсы применяли с интервалами в 3 с. (k) The procedure of steps (a) to (j) was repeated, except that pulses were applied at 3 s intervals.
(l) Повторяли стадии (a)-(k) с тем отличием, что после электропорации протопласты помещали в чашки, находящиеся на пластине, охлажденной до 16oC.(l) Repeated steps (a) - (k) with the difference that after electroporation, the protoplasts were placed in cups located on a plate cooled to 16 o C.
(m) Повторяли стадии (a)-(l) с тем отличием, что после стадии электропорации протопласты помещали в трубки, промывали 10 мл раствора КМС крепостью 6/7, собирали центрифугированием при 60g в течение 10 мин, повторно суспендировали в 0,3 мл среды КМ и высевали согласно методике стадии (a). (m) Repeated steps (a) - (l) with the difference that after the electroporation stage the protoplasts were placed in tubes, washed with 10 ml of 6/7 KMS solution, collected by centrifugation at 60g for 10 min, resuspended in 0.3 ml of KM medium and were sown according to the method of stage (a).
(n) Повторяли методику стадии (m), за тем исключением, что среда, используемая для промывания протопластов, представляла собой раствор W5 (380 мг/л KCl; 18,375 г/д CaCl2•2HO; 9 г/л NaCl; 9 г/л глюкозы; pH 6,0).(n) The procedure of step (m) was repeated, except that the medium used for washing the protoplasts was a W5 solution (380 mg / L KCl; 18.375 g / d CaCl 2 • 2HO; 9 g / L NaCl; 9 g / l glucose; pH 6.0).
(o) Повторяют стадии (a)-(n) за тем исключением, что среда, используемая для высевания протопластов представляла собой среду КМ, содержащую 30% об. среды Шенка и Хильдебрандта (1972), которая содержала 30 мкМ ДикамбаR, в котором предварительно выращивали клеточную суспензию Dactylis glomcrata.(o) Repeat steps (a) to (n) with the exception that the medium used for plating the protoplasts was a KM medium containing 30% vol. Schenk and Hildebrandt medium (1972), which contained 30 μM Dicamba R , in which a cell suspension of Dactylis glomcrata was previously grown.
(p) Повторяют стадии (a) - (n) с тем исключением, что в качестве среды, используемой для высевания протопластов применяли среду KM, содержащую 15% об. среды Шенка и Хильдебрандта (Can. J. Bot. 50 (1972), 199 - 204), содержащую 30 мкМ ДикамбаR в котором предварительно выращивали клеточные суспензии Dactylis glomerata.(p) Repeat steps (a) to (n) with the exception that KM medium containing 15% vol. was used as the medium used for plating the protoplasts. Schenk and Hildebrandt medium (Can. J. Bot. 50 (1972), 199 - 204) containing 30 μM Dicamba R in which cell suspensions of Dactylis glomerata were pre-grown.
(q) Повторяли стадии (a) - (n) с тем исключением, что в качестве среды для высевания протопластов использовали среду KM, содержащую 30% об. среды N6, в которой предварительно выращивали клеточные суспензии, описанные в примере 3. (q) Steps (a) - (n) were repeated with the exception that KM medium containing 30% vol. was used as a medium for plating protoplasts. medium N6, in which the cell suspensions described in Example 3 were pre-grown.
(r) Повторяли стадии (a) - (n) с тем исключением, что в качестве среды для высевания протопластов использовали среду KM, содержащую 15% об. среды N6, в которой предварительно выращивали клеточные суспензии, описанные в примере 3. (r) Repeated steps (a) to (n) with the exception that KM medium containing 15% vol. was used as a medium for plating the protoplasts. medium N6, in which the cell suspensions described in Example 3 were pre-grown.
(s) Повторяли стадии (a) - (r) с тем исключением, что протопласты переносили в культуральную среду (среда KM, содержащая 0,5 мг/л 2,4-Д и 100 мг/л O-ацетилсалициловой кислоты, а также 1,2% мас./об. Sea PlagulR агарозы) на фильтр для растительных культур, при плотности 0,5 миллионов протопластов/мл.(s) Steps (a) - (r) were repeated with the exception that the protoplasts were transferred to the culture medium (KM medium containing 0.5 mg /
В этом варианте фильтры Durapore (каталожный номер CVW PO4700, размер пор 0,22 мкм, диаметр 47 мм) нумеровали с помощью свинцового карандаша по краю внешней поверхности по мере их извлечения из резервуара. Такую операцию проводили для того, чтобы быть уверенным, что верхняя сторона обращена к растительным культурам, и что для каждой культуры используется лишь один фильтр. Такие фильтры обрабатывали в автоклаве в дистиллированной, деионизированной воде в полупрозрачном контейнере (GA 7R или любой аналогичный контейнер) в течение 20 минут. После охлаждения воду заменяли на жидкую KM среду, описанную выше, но не содержащую гелеобразующих агентов, по крайней мере за 3 часа перед помещением фильтров на растительную культуру.In this embodiment, Durapore filters (catalog number CVW PO4700, pore size 0.22 μm, diameter 47 mm) were numbered with a lead pencil along the edge of the outer surface as they were removed from the tank. Such an operation was carried out in order to be sure that the upper side is facing plant crops and that only one filter is used for each crop. Such filters were autoclaved in distilled, deionized water in a translucent container (
Посевные культуры готовили из суспензионной культуры черной мексиканской сладкой кукурузы (BMS) (Грин Hort. Sci 12 (1977) 131, Смит с сотр. Plant Sci Lett. 36 (1984) 67 / или из эмбриогенных суспензий, описанных в примере 3. Inoculum cultures were prepared from a suspension culture of black Mexican sweet corn (BMS) (Green Hort. Sci 12 (1977) 131, Smith et al. Plant Sci Lett. 36 (1984) 67 / or from the embryogenic suspensions described in Example 3.
В том случае когда в качестве растительной среды использовали BMS стерильную среду KM, содержащую 0,5 мг/л 2,4-Д и 100 мг/л O-ацетилсалициловой кислоты (2 мг/мл в 2 об./об. DMCO, содержащем 0,1% мас./об. MES pH 6,0), добавляли к стерильной Sea PlagueR агарозе до получения конечной концентрации агарозы 1,2% мас./об. После нагревания для расплавления агарозы, среду охлаждали до 44oC на водяной бане, добавляли 1 мл PCV суспензии BMS в расчете на 10 мл среды и 5 аликвот распределяли в чашках Петри диаметром 60 мм. После отвердевания среды на поверхность помещали стерильные фильтры Durapore пронумерованные на верхней стороне.In the case when BMS sterile KM medium containing 0.5 mg /
В том случае, когда в качестве растительной культуры использовали эмбриогенные кукурузные суспензионные культуры, осмолярность среды N6 повышали с помощью глюкозы до значения 530 - 540 mOS /кг H2O, pH системы снова устанавливали равным 6,0 и среду подвергали стерилизации через фильтр 0,2 мкм. Добавляли 0,5 мг/л 2,4-Д и 100 мг/л O-ацетилсалициловой кислоты (2 мг/мл в 2% об./об. DMCO, содержащем 0,1% мас./ об. MES, pH 6,0). Эту среду добавляли к стерильной Sea PlagulR агарозе до конечной концентрации агарозы 1,2% вес. /об. После нагревания для расплавления агарозы, среду охлаждали до 44oC на бане с водой, добавляли 1 мл PCV эмбриогенной суспензионной культуры в расчете на 10 мл среды, а аликвоты объемом 5 мл распределяли в чашках Петри диаметром 60 мм. После затвердевания среды на ее поверхность помещали стерильные фильтры Durapore пронумерованной стороной вверх.In the case when embryogenic corn suspension cultures were used as a plant culture, the osmolarity of N6 medium was increased with glucose to 530-540 mOS / kg H 2 O, the pH of the system was again set to 6.0 and the medium was sterilized through
Протопластные препараты разбавляли охлажденной (44oC) KM средой с 1,2% мас./об. Sea PlagueR агарозой, содержащей 0,5 мг/л 2,4 - д и 100 мг - л O-ацетилсалициловой кислоты до концентрации 0,5 миллионов протопластов/мл. По 0,5 мл такого препарата медленно прикапывали пипеткой на поверхность каждого из фильтров.Protoplast preparations were diluted with chilled (44 o C) KM medium with 1.2% wt./about. Sea Plague R agarose containing 0.5 mg /
(t) Повторяли стадии (a) - (s) с тем исключением, что ДНК-носитель телячьего тимуса не добавляли. (t) Steps (a) - (s) were repeated with the exception that no carrier veal thymus DNA was added.
(u) Повторяли стадии (a) - (t) с тем исключением, что добавляли 50 мкг линеаризованной pC1B712 плазмиды. (u) Repeated steps (a) to (t) with the exception that 50 μg of linearized pC1B712 plasmid was added.
(v) Повторяли стадии (a) - (u) с тем исключением, что плазмиду pCIB 712 не линеаризовали. (v) Repeated steps (a) - (u) with the exception that the plasmid pCIB 712 was not linearized.
Пример 9. Трансформация протопластов Zea mays путем обработки полиэтиленгликолем
(a) Протопласты ресуспендировали на последней стадии примера 3 в 0,5M растворе маннита, содержащем 12 - 30 мМ MgCl2. В течение 5 мин при 45oC осуществляли тепловой шок, как описано в примере 8a. Протопласты распределяли аликвотами для трансформации в пробирках центрифуги, по 0,3 мл суспендированных протопластов на пробирку. В течение следующих 10 минут добавляли следующие вещества; ДНК (как указано в примерах 8a - 8V) в раствор ПЭГ (ПЭГ 6000 40% мас./об; Ca(NO3)2 0,1M; маннит 0,4M; pH 8 - 9 с помощью KOH) в результате чего обеспечивалась конечная концентрация 20% вес./об. Аликвоты инкубировали в течение 30 минут при периодическом мягком встряхивании, после чего протопласты помещали в чашки Петри (по 0,3 мл исходной суспензии протопластов на чашку диаметром, 6 см) и культивировали, как описано в примерах 8a или 8o - 8r.Example 9. Transformation of Zea mays protoplasts by treatment with polyethylene glycol
(a) Protoplasts were resuspended in the last step of Example 3 in a 0.5 M mannitol solution containing 12-30 mM MgCl 2 . Heat shock was carried out for 5 minutes at 45 ° C. as described in Example 8a. Protoplasts were distributed in aliquots for transformation in centrifuge tubes, 0.3 ml of suspended protoplasts per tube. Over the next 10 minutes, the following substances were added; DNA (as described in examples 8a - 8V) into a PEG solution (PEG 6000 40% w / v; Ca (NO 3 ) 2 0.1M; mannitol 0.4M; pH 8 - 9 with KOH) as a result final concentration of 20% wt./about. Aliquots were incubated for 30 minutes with occasional gentle shaking, after which the protoplasts were placed in Petri dishes (0.3 ml of the initial suspension of protoplasts per cup with a diameter of 6 cm) and cultured as described in examples 8a or 8o - 8r.
(b) Протопласты повторно суспендировали на последней стадии примера 3 в 0,5M раствора маннита, содержащем 12 - 30 мМ MgCl2 при плотности 20 миллионов протопластов/мл. Тепловой шок осуществляли в течение 4 мин при 45oC, как описано в примере 8a. Протопласты распределяли аликвотами для трансформации в пробирках центрифуги, по 0,5 мл протопластов на пробирку. В течение последующих 10 минут добавляли следующие компоненты: ДНК (как описано в примере 5a) и раствор ПЭГ (ПЭГ 8000 (сигма или другой эквивалентный сорт), 36% мас./об., 0,1 M Ca(NO3)2 0,4 M маннита, 0,1% MES поддерживая в течение 3 часов pH 7 - 8 путем воздействия KOH, стерилизованной через фильтр 0,2 мкм до конечной концентрации 18% мас./об. Аликвоты инкубировали в течение 30 мин при мягком встряхивании и затем протопласты помещали в чашки Петри и культивировали, как описано в примерах 8a - 8s.(b) The protoplasts were resuspended in the last step of Example 3 in a 0.5 M mannitol solution containing 12-30 mM MgCl 2 at a density of 20 million protoplasts / ml. Heat shock was carried out for 4 min at 45 o C, as described in example 8a. Protoplasts were distributed in aliquots for transformation in centrifuge tubes, 0.5 ml protoplasts per tube. Over the next 10 minutes, the following components were added: DNA (as described in Example 5a) and a PEG solution (PEG 8000 (sigma or other equivalent variety), 36% w / v, 0.1 M Ca (NO 3 ) 2 0 , 4 M mannitol, 0.1% MES maintaining pH 7-8 for 3 hours by exposure to KOH sterilized through a 0.2 μm filter to a final concentration of 18% w / v. Aliquots were incubated for 30 min with gentle shaking and then the protoplasts were placed in Petri dishes and cultured as described in examples 8a - 8s.
(c) Повторяли стадии (a) и (b) и протопласты промывали после 30 минут инкубирования в ПЭГ путем добавления 0,3 мл раствора W5 из примера 8n пять раз через 2/3-минутные интервалы, затем систему центрифугировали, надосадочный слой удаляли и протопласты культивировали, как описано в примерах 8a - 8s
(d) Согласно другой методике протопласты через 5-минутные интервалы промывали путем последовательного добавления 1 мл, 2 мл и 5 мл раствора W5 из примера 8n. Затем систему центрифугировали и протопласты культивировали, как описано в примерах 8a - 8s.(c) Steps (a) and (b) were repeated and the protoplasts were washed after 30 minutes of incubation in PEG by adding 0.3 ml of the W5 solution of Example 8n five times at 2/3 minute intervals, then the system was centrifuged, the supernatant was removed and protoplasts were cultured as described in examples 8a - 8s
(d) According to another procedure, the protoplasts were washed at 5-minute intervals by sequentially adding 1 ml, 2 ml and 5 ml of the W5 solution of Example 8n. The system was then centrifuged and the protoplasts were cultured as described in examples 8a - 8s.
(c) Повторяли стадии (a) - (d) с тем исключением, что конечная концентрация ПЭГ составляла 15% мас./об. (c) Repeated steps (a) - (d) with the exception that the final concentration of PEG was 15% wt./about.
(f) Стадии (a) - (e) повторяли с тем исключением, что конечная концентрация ПЭГ составляла 25% мас./об. (f) Steps (a) - (e) were repeated with the exception that the final concentration of PEG was 25% w / v.
(g) Стадии (a) - (d) повторяли с тем исключением, что конечная концентрация ПЭГ составляла 12% мас./об. (g) Steps (a) - (d) were repeated with the exception that the final concentration of PEG was 12% w / v.
(h) Повторяли стадии (b) - (f) с тем исключением, что протопласты промывали соленым раствором KMC согласно примеру 8n. (h) Repeated steps (b) - (f) with the exception that the protoplasts were washed with brine KMC according to example 8n.
Пример 10a. Регенерация каллюса из протопластов
Пластины, одержащие протопласты в агарозе, помещали в темноту при 26oC. В течение 14 дней из протопластов развивались колонии клеток. Агарозу, содержащую колонии, переносили на поверхность чашек Петри диаметром 9 см, содержащих 30 мл среды N6 с 2 мг/л 2,4-Д, которая затвердевала при обработке 0,24% вес. /об. Гелрайта (2N6). Колонии подвергали культивированию с получением каллюса: Каллюс культивировали дополнительно в темноте при 26oC и кусочки каллюса субкультивировали каждые 2 недели на свежей среде Nb, содержащей 2 мг/л 2,4-Д (которая отвердевала при обработке 0,24% мас./об. ГелрайтаR).Example 10a Protoplast callus regeneration
Plates containing protoplasts in agarose were placed in the dark at 26 ° C. Cell colonies developed from protoplasts within 14 days. Colar-containing agarose was transferred onto the surface of 9 cm diameter Petri dishes containing 30 ml of N6 medium with 2 mg /
Пример 10b. Регенерация каллюса их протопластов
Пластины, содержащие протопласты посевных культур, помещали в темноту при 26oC. В течение примерно 2 недель появлялись колонии. Полные фильтры затем переносили на поверхность чашек Петри диаметром 9 см, содержащих среду с 2 мг/л 2,4-Д, которая отвердевала при воздействии 0,24% вес./об., ГелрайтаR (2N 6), либо колонии снимали и по отдельности переносили в такую среду. Развившийся каллюс дополнительно культивировали в темноте при 26oC и кусочки каллюса субкультивировали каждые 2 недели на свежей среде N6, содержащей 2 мг/л 2,4-Д (которая отвердевала при обработке 0,24% мас./об. ГелрайтаR).Example 10b Callus regeneration of their protoplasts
Plates containing seed culture protoplasts were placed in the dark at 26 ° C. Colonies appeared for about 2 weeks. The complete filters were then transferred onto the surface of 9 cm diameter Petri dishes containing 2 mg /
Пример 11a. Селекция трансформированного каллюса Zea mays. Example 11a Selection of transformed callus Zea mays.
Повторяли примеры 10a и 10b с тем исключением, что в среду 2N6 добавляли 50 мг/л гигромицина с тем, чтобы осуществить селекцию трансформированных клеток
Пример 11B. Селекция трансформированного каллюса Zea mays.Examples 10a and 10b were repeated with the exception that 50 mg / L hygromycin was added to 2N6 in order to select the transformed cells
Example 11B Selection of transformed callus Zea mays.
Примеры 10a и 10b повторяли с тем исключением, что в среду 2N6 добавляли 100 мг/л гигромицина с тем, чтобы осуществить селекцию трансформированных клеток. Examples 10a and 10b were repeated with the exception that 100 mg / L hygromycin was added to 2N6 in order to select the transformed cells.
Пример 11c. Селекция трансформированного каллюса Zea mays. Example 11c Selection of transformed callus Zea mays.
Примеры 10a и 10b повторяли с тем исключением, что в среду 2N6 добавляли 200 мг/л гигромицина с тем, чтобы осуществить селекцию трансформированного материала. Examples 10a and 10b were repeated with the exception that 200 mg / L hygromycin was added to 2N6 so as to select the transformed material.
Пример 12a. Регенерация растений
Каллюс помещали на среду 2N6 для сохранения и на 0N6 (N6 среда без гормонов) и N61 (0,25 мг/л 2,4-Д + 10 мг/л кинетина) для инициирования регенерации. Выращивание материалов на среде 0N6 и N61 осуществляли на свету (16 ч дневного света с 10-30 мкЕ/м2• c от флуоресцентной лампы). Каллюс, выраженный на среде N61, переносили через 2 недели на среду 0N6 поскольку более продолжительное время пребывания на пластинах с N61 оказывается вредным. Каллюс субкультивировали каждые 2 недели даже в том случае, если его снова переносили на исходную среду.Example 12a Plant regeneration
Callus was placed on 2N6 medium to preserve both 0N6 (N6 hormone-free medium) and N61 (0.25 mg /
Через 4-8 недель появлялись побеги
Как только побеги достигали высоты, по крайней мере, 2 см, их переносили на среду 0N6 в контейнерах G47 или других подходящих культуральных сосудах. В течение 2-4 недель появлялись корни. Если корни выглядели достаточно сформированными для поддержания роста, побеги переносили в торфяные горшочки, которые помещали в тень на первые 4-7 дней. Иногда оказывается полезным поставить на несколько дней над трансплантатами перевернутую пластмассовую чашку.After 4-8 weeks, shoots appeared
Once the shoots reached a height of at least 2 cm, they were transferred to 0N6 medium in G47 containers or other suitable culture vessels. Within 2-4 weeks, roots appeared. If the roots looked sufficiently formed to support growth, the shoots were transferred to peat pots, which were placed in the shade for the first 4-7 days. Sometimes it can be helpful to place an inverted plastic cup over the grafts for several days.
Сразу после адаптации растений их обрабатывали, как обычные Zea mays растений и выращивали в теплице до созревания с целью испытания на действие удобрений и наследование введенных генов. Immediately after the adaptation of the plants, they were treated like ordinary Zea mays plants and grown in a greenhouse until ripening in order to test the effect of fertilizers and inheritance of introduced genes.
Пример 12b. Регенерация растений. Example 12b Plant regeneration.
Повторяли пример 12a с тем исключением, что в среду добавляли 50 мг/л гигромицина с целью поддержания каллюса. Example 12a was repeated with the exception that 50 mg / L hygromycin was added to the medium in order to maintain callus.
Пример 12c. Регенерация растений
Повторяли методику примера 12a с тем исключением, что 100 мг/л гигромицина добавляли в среду, используемую для сохранения каллюса.Example 12c Plant regeneration
The procedure of Example 12a was repeated with the exception that 100 mg / L hygromycin was added to the medium used to preserve callus.
Пример 12d. Регенерация растений. Example 12d Plant regeneration.
Повторяли методику примера 12a с тем исключением, что 200 мг/л гигромицина добавляли в среду, используемую для сохранения каллюса. The procedure of Example 12a was repeated with the exception that 200 mg / L hygromycin was added to the medium used to preserve callus.
Пример 13. Трансформация и регенерация. Example 13. Transformation and regeneration.
Повторяли примеры 8, 9, 10 и 11 за исключением того, что в качестве плазмиды ДНК использовали плазмиду pCIB10/35 SBt и на стадиях селекции гигромицин заменяли на антибиотик C418. Examples 8, 9, 10, and 11 were repeated except that the plasmid pCIB10 / 35 SBt was used as the DNA plasmid and hygromycin was replaced with the antibiotic C418 at the selection stages.
Пример 14. Конструирование pIRV содержащей как химерический ген устойчивости гигромицину, так и химерический ВТ ген
Плазмиду pCIB переваривали SmaI плазмиду pCIB10/35 Sb+ переваривали с SphI обрабатывали крупным фрагментом ДНК-полимеразы (фермент Кленова) с целью развития побеговых концов, затем переваривали SmaI. Фрагмент размером примерно 4,8 kO, содержащий химерический BT ген, очищали электрофорезом на агарозном геле и лигировали с SmaI расщепленной pCIB712ДНК. Полученная в результате плазмида pIRV содержит как химерический ген устойчивости к гигромицину, так и химерический ген, pIRV линеаризовывали на соответствующем сайте, дистальном по отношению к химерическим генам, перед электропорацией.Example 14. Construction of a pIRV containing both a chimeric resistance gene for hygromycin and a chimeric BT gene
Plasmid pCIB was digested with SmaI; plasmid pCIB10 / 35 Sb + was digested with SphI was treated with a large fragment of DNA polymerase (Klenov enzyme) to develop shoot ends, then SmaI was digested. A fragment of approximately 4.8 kO containing a chimeric BT gene was purified by agarose gel electrophoresis and ligated with SmaI digested pCIB712DNA. The resulting pIRV plasmid contains both the chimeric hygromycin resistance gene and the chimeric gene, pIRV was linearized at the corresponding site distal to the chimeric genes before electroporation.
Пример 15. Трансформация и регенерация. Example 15. Transformation and regeneration.
Примеры 8, 9, 10 и 11 повторяли с тем исключением, что в качестве плазмиды ДНК использовали плазмиду pIRV а для селекции применяли гигромицин. Examples 8, 9, 10 and 11 were repeated with the exception that the plasmid pIRV was used as the DNA plasmid and hygromycin was used for selection.
Пример 16. Конструирование плазмиды, несущей химерический хитиназный и химерический ген устойчивости к гигромицину. Example 16. Construction of a plasmid carrying the chimeric chitinase and chimeric hygromycin resistance gene.
cДНК клон, PSCHI, содержащий кодирующий участок табачного хитиназного гена, идентифицировали в библиотеке табачных ДНК, клонированных в PstI сайт pBR322. Гибридселективная трансляция давала протеиновый продукт, который гибридно реагирует с антителом к хитиназе бобов (Шинши с сотр.: Proc.Nate. Acad. Sci USA 84 (1987) 89-93). Из лямбда библиотеки табачных ДНК соответствующий геномный клон идентифицировали с использованием в качестве зонда cДНК-клона (Маниатис цит. ссылка). Для идентификации Pst I сайта общего с сДНК-клоном и геномным клоном использовали методы гибридизации и рестрикционной картографии. The cDNA clone, PSCHI, containing the coding region of the tobacco chitinase gene was identified in the library of tobacco DNA cloned into the PstI site of pBR322. Hybrid selective translation yielded a protein product that hybridizes with an anti-bean chitinase antibody (Chinshi et al: Proc.Nate. Acad. Sci USA 84 (1987) 89-93). From the lambda library of tobacco DNA, the corresponding genomic clone was identified using a cDNA clone as a probe (Maniatis cit. Reference). To identify the Pst I site common with the cDNA clone and the genomic clone, hybridization and restriction mapping methods were used.
Установление последовательности геномной ДНК выше такого общего PstI сайта позволило обнаружить начало открытой рамки считывания для хитиназа-структурального гена, а также сайт SphI распознавания в положении 35, считая со стартового сайта. Описанные ниже стадии использованы для того, чтобы объединить этот верхний фрагмент геномной ДНК с идущим вниз фрагментом сДНК, формируя полную длину кодирующей области хитиназы:
а) Ген полный длины конструировали в плазмидном векторе pGVI, который содержит CaMV 35S промоторный фрагмент, сигнал терминации полиценилирования от CaMV и полилинкер между ними. Полярность полилинкерных сил ориентирует верхний фрагмент; точная ориентация нижнего фрагмента определяется анализом последовательности.Establishing the sequence of genomic DNA above such a common PstI site made it possible to detect the beginning of an open reading frame for the chitinase-structural gene, as well as the SphI recognition site at position 35, starting from the starting site. The steps described below were used to combine this upper genomic DNA fragment with a downstream cDNA fragment, forming the full length of the chitinase coding region:
a) The full-length gene was constructed in the pGVI plasmid vector, which contains the CaMV 35S promoter fragment, the polycenylation termination signal from CaMV and the polylinker between them. The polarity of the polylinker forces orientates the upper fragment; the exact orientation of the bottom fragment is determined by sequence analysis.
Верхний SphI/PstI фрагмент геномного клона выделяют и очищают; затем его лигируют в плазмиду pGYI, которая была переварена SphI и PstI. The upper SphI / PstI fragment of the genomic clone is isolated and purified; then it is ligated into the plasmid pGYI, which was digested with SphI and PstI.
b) Полученную в результате промежуточную плазмиду переваривали PstI. Нижний PstI фрагмент выделяли из клона pSCHI и лигировали в такой переваренной промежуточный вектор. b) The resulting intermediate plasmid was digested with PstI. The lower PstI fragment was isolated from the pSCHI clone and ligated into such a digested intermediate vector.
c) Клон, имеющий правильную ориентацию и слияние в рамке фрагмента cДНК с верхним геномным фрагментом ДНК, подтверждали анализом последовательности ДНК. Полученную в результате плазмиду называли плазмидой pSCHI. Плазмиду pSCHI (в штамме E.coli K12/депонировали в Deutsche Sammlung von Mikroorganismen. Геттинген, ФРГ, каталожный номер DSM 4129. Такое депонирование было произведено в соответствии с требованиями Будапештского договора (дата депонирования: 29 мая 1987 года). c) A clone with the correct orientation and fusion in the frame of the cDNA fragment with the upper genomic DNA fragment was confirmed by DNA sequence analysis. The resulting plasmid was called the pSCHI plasmid. Plasmid pSCHI (in E. coli strain K12 / was deposited with Deutsche Sammlung von Mikroorganismen. Göttingen, Germany, catalog number DSM 4129. Such a deposit was made in accordance with the requirements of the Budapest Treaty (date of deposit: May 29, 1987).
Полный хитиназный ген, фланкированный CaMV 35S промоторный и терминаторной областями, вырезали из pSCHI путем переваривания EcoRI. Фрагменту создавали тупые концы путем использования крупного фрагмента ДНК полимеразы I (Маниатис, приведенная выше ссылки). Рецепторную плазмиду pCIB712, которая содержит химерический ген устойчивости к гигромицину, который экспрессируется в клетках растения, переваривали SmaI • SmaI - переваренную pCIB 712 и фрагмент с тупыми концами, содержащий химерический хитиназный ген, подвергали совместному лигированию с использованием T4 лигазы (Маниатис, указанная ссылка). Полученную в результате плазмиду назвали pCIBcht. Перед трансформацией протопласта pCIBcht линеаризовали по месту сайта, дистального в отношении химерических генов. The complete chitinase gene flanked by the CaMV 35S promoter and terminator regions was excised from pSCHI by EcoRI digestion. The fragment was created with blunt ends using a large fragment of DNA polymerase I (Maniatis, cited above). The receptor plasmid pCIB712, which contains the chimeric gene for hygromycin resistance that is expressed in plant cells, was digested with SmaI • SmaI - digested pCIB 712 and a blunt-ended fragment containing the chimeric chitinase gene was ligated together using T4 ligase (Maniatis, cited) . The resulting plasmid was named pCIBcht. Prior to protoplast transformation, pCIBcht was linearized at the site distal to chimeric genes.
Пример 17. Конструирование вектора, несущего химерический AHAS ген, придающий устойчивость к сульфонилмочевине. Example 17. The construction of a vector carrying a chimeric AHAS gene, which confers resistance to sulfonylurea.
a. Выделение сульфонилмочевина устойчивых (SU-R) растений Arabidopsis. a. Isolation of sulfonylurea resistant (SU-R) Arabidopsis plants.
Семена M2 Arabidopsis thaliana (Колумбийской расы), мутагенизированные действием этилметансульфоната (EMS) получали согласно методу Хауна и Сомервилла (Mol. Gen.Genet. 204 (1986) 430-434), а также методу Сомервилла и Огрина (Методы хлоропластной молекулярной биологии, изд. Эдельман и др. (1982) 129-138). EMS использовали в концентрации 0,3% в течение 14-16 часов и семена M1 высевали и выращивали с плотностью 2-3 растения на см2.Seeds of M2 Arabidopsis thaliana (Colombian race) mutagenized by ethyl methanesulfonate (EMS) were obtained according to the method of Houna and Somerville (Mol. Gen. Genet. 204 (1986) 430-434), as well as the method of Somerville and Ogrin (Methods of chloroplast molecular biology, ed Edelman et al. (1982) 129-138). EMS was used at a concentration of 0.3% for 14-16 hours and M1 seeds were sown and grown with a density of 2-3 plants per cm 2 .
Сульфонилмочевина устойчивые (SU-R) растения Arabidopsis подвергали селекции и выращивали из семян M2 согласно методу Хауна и Сомервилла (см. ссылку, приведенную выше). Sulfonylurea resistant (SU-R) Arabidopsis plants were selected and grown from M2 seeds according to the method of Haun and Somerville (see link above).
b. Конструирование рекомбинантной лямбда фаговой библиотеки SU-R Arabidopsis ДНК. b. Construction of the recombinant lambda phage library SU-R Arabidopsis DNA.
ДНК выделяли из SU-R растений вида Arabidorsis согласно методу Джена и Хилтона (J.Bacteriol. 166 (1986) 491-499). ДНК Arabidopsis полностью переваривали с XlaI (Нью Инглэнд Биолабс). DNA was isolated from SU-R plants of the species Arabidorsis according to the method of Jen and Hilton (J. Bacteriol. 166 (1986) 491-499). Arabidopsis DNA was completely digested with XlaI (New England Biolabs).
Из агарозного геля выделяли фрагменты ДНК размером 4-8 kho c использованием NA45 DEAE мембраны (Шлейцер и Шуэлл, Ким, Н.Г.Каталог N 03431) и клонировали в лямбда-ongC-X вектор (Стратеген, 3770, Танси стр. Сан-Диего, СА 92121 согласно методикам, рекомендованным производителями. Рекомбинантную фаговую ДНК инкапсулировали с использованием набора Гигипак-плюс, полученного от Стратегена. 4-8 kho DNA fragments were isolated from the agarose gel using a NA45 DEAE membrane (Schleitzer and Schuell, Kim, N.G. Catalog No. 03431) and cloned into a lambda-ongC-X vector (Strategin, 3770, Tancy, S. San Diego, CA 92121 according to the methods recommended by the manufacturers Recombinant phage DNA was encapsulated using the Gigipak-plus kit obtained from Strategen.
с. Клонирование SU-R ацетоксигидрокси кислотного, синтазного (AHAS) гена растений разновидности SU-R Arabidopsis. with. Cloning of the SU-R acetoxyhydroxy acid synthase (AHAS) gene of plants of the Arabidopsis variety SU-R.
Плазмиду pE16 /8-c4, содержащую IZV2 локус Saccharomgeces cerevisiol (Жд. Полайна, Carlsberg Res. Comn. 49(1984 (577-584), полученную от Дж.Полайна, трансформировали в E.coli HB101 получали крупномасштабный плазмидный препарат. Плазмиду pE16/8-c4 депонировали в Американской коллекции типовых культур, под каталожным номером 67420. Такое депонирование осуществляли согласно требованиям Будапештского Договора (дата депонирования: 29 мая 1987 г. ). Плазмиду pE16/8-04 ДНК переваривали EcoRI и фрагмент размером 2,1 kho (Eco 2.1), содержащий AHAS кодирующую последовательность (Фалкс с сотр. Nucl. Acid. Res. 13 (1985) 4011-4027) выделяли из агарозного геля. Фрагмент Eco 2,1 подвергали радиационной метке изотопом фосфора-32 до удельной активности 5-8 • 108 cpm/мкг с помощью набора Прайм тайм (Интернейшнл Биотекнолоджиз, ИНК).Plasmid pE16 / 8-c4 containing the IZV2 locus of Saccharomgeces cerevisiol (Zh. Polina, Carlsberg Res. Comn. 49 (1984 (577-584), obtained from J. Poline, was transformed into E. coli HB101 to receive a large-scale plasmid preparation. Plasmid pE16 / 8-c4 was deposited in the American Type Culture Collection under catalog number 67420. Such deposition was performed according to the requirements of the Budapest Treaty (deposit date: May 29, 1987). Plasmid pE16 / 8-04 DNA was digested with EcoRI and a 2.1 kho fragment (Eco 2.1) containing the AHAS coding sequence (Falx et al. Nucl. Acid. Res. 13 (1985) 4011-4027) you elyali from an agarose gel.
Рекомбинантные фаги, содержащие Arabidopsis Xba I фрагменты, высевали на E. coli VCS 257 согласно методу Маниатиса с сортр. (1982) (Колд Спринг Харбор, Нью-Йорк) и протоколам Стратегена. Лифты дупликатных лямда бляшек получали с каждой фаговой пластины с помощью Colony / Plague ScreenR мембраны (нью Инглэнд Ньюклер Резерч Продактс) в соответствии с предписаниями производителей. Лифты бляшек обрабатывали следующим образом:
i) в течение 6 ч промывали 5X SSC, 2% SDS при 65oC (все предписания даны Маниатисом с сотр. (см. ссылку, приведенную выше);
ii) прегибридизировали в гибридизационной смеси (5 x SSC, 1% SDS, 5 x раствор Денхардта, 200 мкг/мл денатурированной ДНК семги, 25% формамида, 10% декстансульфата; 10 мл смеси на 150 мм мембраны) в течение 16-20 ч при 42oC;
iii) подвергали гибридизации в гибридизационной смеси (10 мл на 150 мм мембраны), содержащей 2 нг/мл денатурированного радиомеченного Eco 2,1 фрагмента в течение 18-20 часов при 42oC;
iv) промывали 2 x SSC, 1% SDS при комнатной температуре в течение 30 мин;
v) промывали 5 x SSC, 1% SDS, 25% формамида в течение 6-8 часов при температуре 42oC при четырехкратной замене промывного раствора.Recombinant phages containing Arabidopsis Xba I fragments were plated on E. coli VCS 257 according to Maniatis et al. (1982) (Cold Spring Harbor, New York) and Strategen Protocols. Duplicate lambda plaque elevators were obtained from each phage plate using a Colony / Plague Screen R membrane (New England Newclair Reservation Products) according to manufacturers instructions. Plaque elevators were processed as follows:
i) washed for 5 hours with 5X SSC, 2% SDS at 65 ° C (all prescriptions are given by Maniatis et al. (see link above);
ii) were hybridized in a hybridization mixture (5 x SSC, 1% SDS, 5 x Denhardt's solution, 200 μg / ml denatured salmon DNA, 25% formamide, 10% dextanesulfate; 10 ml of mixture per 150 mm membrane) for 16-20 hours at 42 o C;
iii) subjected to hybridization in a hybridization mixture (10 ml per 150 mm membrane) containing 2 ng / ml of denatured radiolabeled Eco 2.1 fragment for 18-20 hours at 42 o C;
iv) washed with 2 x SSC, 1% SDS at room temperature for 30 minutes;
v) washed with 5 x SSC, 1% SDS, 25% formamide for 6-8 hours at 42 ° C. with a four-fold change of the wash solution.
Мембраны экспонировали на рентгеновскую пленку (Кодак X-Омат AR). Фаговые бляшки, проявляющие соответствующую гибридизацию на дупликатных мембранах, очищали с помощью второй партии лифтов лямбда-бляшек и гибридизировали с помощью Eco 2.1 зонда. Membranes were exposed to x-ray film (Kodak X-Omat AR). Phage plaques exhibiting appropriate hybridization on duplicate membranes were purified using a second batch of lambda plaque elevators and hybridized using an Eco 2.1 probe.
Лизаты бляшек рекомбинантного фага, содержащего вставку, гомологичную дрожжевой AHAS последовательности, готовили согласно методу Маниатиса с сотр. (см. выше). Фаговую ДНК готовили из лизатов бляшек в присутствии Lambda Sorb (Promega. 2800. S. Fish Hatchery Rd., Madison 53711 в соответствии с методиками, рекомендованными производителями. Recombinant phage plaque lysates containing an insert homologous to the yeast AHAS sequence were prepared according to the Maniatis et al. (see above). Phage DNA was prepared from plaque lysates in the presence of Lambda Sorb (Promega. 2800. S. Fish Hatchery Rd., Madison 53711 in accordance with the methods recommended by the manufacturers.
d. Конструирование и подтверждение трансформационного вектора pC1B808, содержащего SU-R Arabidopsis AHAS ген
Рекомбинантную фаговую ДНК переваривали Xbal и фрагмент вставку размером 5,8 kho клонировали b Xba-I-переваренный pC1B10 трансформационный вектор с получением pC1B803. Плазмиду pC1B803 переносили с хозяина E.coli HE101 на Agrobacterium tumefaciens C1B542 путем трипарентального скрещивания (Дитта с сотр. Proc. Acad. Sci USA 77 (1980 (262-269). A tumefaciens pC1B803/C1B542 использовали для трансформации эксплантатов листьев Arabidopsis thaliana в соответствии с методом Лойда с сотр. (Science 234 (1980 (464/-466) и Шейхолеслама и Викса (Plant. Mol. Biol, 8, (1986/291-298). Трансформированные ткани регенерировали в растениях согласно методу Ллойда с сотр. (см. ссылку, приведенную выше) и Фельдмана и Маркса (Plant Sei 47, (1987/63-69). Было показано, что рост трансформированных тканей в культуральной среде толерантен по отношению к 3-10 нг/мл хлорсульфурона. Всхожесть и рост трансгенных растений Arabidopsis на среде агара, как было показано, толерантны к действию 10-30 нг/мл хлорсульфурона.d. Construction and confirmation of the transformation vector pC1B808 containing the SU-R Arabidopsis AHAS gene
Recombinant phage DNA was digested with Xbal, and a 5.8 kho insert fragment was cloned b Xba-I-digested pC1B10 transformation vector to give pC1B803. Plasmid pC1B803 was transferred from the host E.coli HE101 to Agrobacterium tumefaciens C1B542 by tripartite cross-breeding (Ditt et al. Proc. Acad. Sci USA 77 (1980 (262-269). A tumefaciens pC1B803 / C1B542 was used for transformation of Arabian leaves with the method of Loyd et al. (Science 234 (1980 (464 / -466) and Sheikholeslam and Wicks (Plant. Mol. Biol, 8, (1986 / 291-298). Transformed tissues were regenerated in plants according to the method of Lloyd et al. ( see link above) and Feldman and Marx (Plant Sei 47, (1987 / 63-69). It has been shown that the growth of transformed tissues in a culture medium is tolerant ten to 3-10 ng / ml of chlorosulfuron The germination and growth of transgenic plants of Arabidopsis on agar was shown to be tolerant to 10-30 ng / ml of chlorosulfuron.
e. Конструирование трансформационного вектора pC1B804, содержащего химерический SU-R AHAS ген. e. Construction of the transformation vector pC1B804 containing the chimeric SU-R AHAS gene.
Расположение AHAS кодирующей последовательности внутри Xba фрагмента размером 5,8 определяли методом нуклеазного-S1 картирования (Маниатис с сотр. см. приведенную выше ссылку), методом расширения праймера (Макнайт с сорт., Cell, 25 (1981)385-398) и подтверждали путем установления последовательности ДНК (Сангер с сотр. Proc. Nat. Acad. Sci, USA 74 (1977) 5463-5467/ и путем сравнения протеиновой последовательности с бактериальными и дрожжевыми AHAS последовательности с бактериальными и дрожжевыми AHAS последовательностями (Фалко с сотр. Nucl. Acid. Res 13 (1985) (4011-4027) Xbal фрагмент размером 5,8 кb клонировали в Блюскрипт (Стратеген) и последовательности выше AHAS кодирующей последовательности делецировали в пределах 10-20 bp находящегося выше AHAS инициирующего кодона, с использованием делеционного набора Exo/Mung (Стратеген). Соответствующий линкер присоединяли к концевой точке делеции. Резекцированный AHAS ген разрезали по месту соответствующего рестрикционного сайта, по крайней мере на 10bp выше AHAS терминационного кодона и тот же линкер, что использовали на 5'-окончании гена, присоединяли к 3'-окончанию гена. Фрагмент, содержащий AHAS кодирующую последовательность вырезали на вектора путем разрезания по линкерным сайтам и клонировали в Bam HI сайт pC1B710. The location of the AHAS coding sequence within the 5.8 Xba fragment was determined by nuclease-S1 mapping (Maniatis et al., See above link), by primer extension method (McKnight et al., Cell, 25 (1981) 385-398) and confirmed by establishing the DNA sequence (Sanger et al. Proc. Nat. Acad. Sci, USA 74 (1977) 5463-5467) and by comparing the protein sequence with bacterial and yeast AHAS sequences with bacterial and yeast AHAS sequences (Falco et al. Nucl. Acid. Res 13 (1985) (4011-4027) Xbal fragment size 5.8 kb was cloned into Bluescript (Strategin) and sequences above the AHAS coding sequence were deleted within 10-20 bp of the upstream AHAS initiation codon using the Exo / Mung deletion kit. The corresponding linker was attached to the end point of the deletion. the gene was cut at the site of the corresponding restriction site, at least 10 bp above the AHAS of the termination codon, and the same linker that was used at the 5'-end of the gene was attached to the 3'-end of the gene. A fragment containing the AHAS coding sequence was cut into vectors by cutting at linker sites and cloned into the Bam HI site pC1B710.
BamHI сайт pC1B710 адаптировали или превращали в сайт, совместимый с линкером, использованным выше, если это необходимо, с тем, чтобы получить линкерный SU-R AHAS ген. Ориентацию AHAS генной вставки в pC1B710 определяли с помощью соответствующих рестрикционных ферментов. Клон, содержащий AHAS кодирующую последовательность, правильно ориентированную относительно транскрипционального направления CaMV 35S промотора, обозначали как pC1B04. The BamHI site pC1B710 was adapted or converted to a site compatible with the linker used above, if necessary, in order to obtain the linker SU-R AHAS gene. The orientation of the AHAS gene insert in pC1B710 was determined using appropriate restriction enzymes. A clone containing the AHAS coding sequence correctly oriented relative to the transcriptional direction of the CaMV 35S promoter was designated as pC1B04.
Пример 18. Промотирование образования каллюса из протопластов Zea mays под воздействием 2,4-Д ацетилсалициловой кислоты
Протопласты ресуспендировали на последней стадии примера 3 в растворе КМС крепостью 6/7 в количестве 7,5 миллионов на мл. О-Ацетилсалициловую кислоту растворяли в количестве 2,5 мг/мл в среде КМ. Полученный раствор стерилизовали на фильтре. Затем, непосредственно перед использованием культуральной среде добавляли О-ацетилсалициловую кислоту. Аликвоты протопластовой суспензии помещали в чашки Петри диаметром 6 см при комнатной температуре. 3 мл среды КМ, содержащей 1,2% мас./об. Sea PlagueR агарозы, 2,4-Д и О-ацетилсалициловую кислоту добавляли таким образом, чтобы получить правильную концентрацию 2,4-Д и О-ацетилсалициловой кислоты и плотность протопластов 0,5 миллионов на мл. Агарозу и протопласты тщательно перемешивали и среде давали желатинироваться.Example 18. Promotion of callus formation from Zea mays protoplasts under the influence of 2,4-D acetylsalicylic acid
Protoplasts were resuspended in the last step of Example 3 in a 6/7 KMS solution in an amount of 7.5 million per ml. O-Acetylsalicylic acid was dissolved in an amount of 2.5 mg / ml in KM medium. The resulting solution was sterilized on a filter. Then, immediately before use, the culture medium was added O-acetylsalicylic acid. Aliquots of the protoplast suspension were placed in Petri dishes with a diameter of 6 cm at room temperature. 3 ml of KM medium containing 1.2% w / v. Sea Plague R agaroses, 2,4-D and O-acetylsalicylic acid were added so as to obtain the correct concentration of 2,4-D and O-acetylsalicylic acid and a protoplast density of 0.5 million per ml. Agarose and protoplasts were thoroughly mixed and the medium allowed to gel.
Чашки подвергали культивации, как описано в примере 7. Через 3 недели подсчитывали число макроскопических колоний, появившихся в чашках. В табл. 2 и 3 представлены результаты, полученные для протопластов из двух различных независимо полученных эмбриогенных суспензионных культур. The dishes were cultured as described in Example 7. After 3 weeks, the number of macroscopic colonies appearing in the dishes was counted. In the table. Figures 2 and 3 show the results obtained for protoplasts from two different independently obtained embryogenic suspension cultures.
В табл. 2 представлено образование колоний протопластов Zea maus в присутствии О-ацетилсалициловой кислоты и 2,4-Д (цифрами обозначены номера образовавшихся колоний)
В табл 3 представлено образование колоний протопластов Zea mays в присутствии О-ацетилсалициловой кислоты и 2,4-Д. (Цифрами обозначено число образовавшихся колоний)
Пример 19. Усиленное образование колоний из протопластов в результате добавления O-ацетилсалициловой кислоты и 2,4-Д.In the table. 2 shows the formation of colonies of Zea maus protoplasts in the presence of O-acetylsalicylic acid and 2,4-D (numbers indicate the numbers of the formed colonies)
Table 3 shows the formation of Zea mays protoplast colonies in the presence of O-acetylsalicylic acid and 2,4-D. (The numbers indicate the number of colonies formed)
Example 19. Enhanced colony formation from protoplasts as a result of the addition of O-acetylsalicylic acid and 2,4-D.
Протопласты готовили и высевали для культивации в соответствии с описанным в примере 18, используя для этой цели 2 мл среды и чашки Петри диаметром 6 см. Protoplasts were prepared and plated for cultivation as described in Example 18, using 2 ml of medium and a
Чашки подвергали культивации в соответствии с описанным в примере 10. Через 3 недели подсчитывали число макроскопических колоний, появившихся в чашках. Полученные результаты представлены в табл. 4. Снова было установлено, что O-ацетилсалициловая кислота стимулирует образование колоний. Однако при концентрациях 300 мг/л и выше наблюдался токсический эффект. Было предложено, что такой эффект связан с проблемой установления pH и возможно, что эффект может быть исключен введением в среду соответствующего буфера. The dishes were cultured as described in Example 10. After 3 weeks, the number of macroscopic colonies appearing in the dishes was counted. The results are presented in table. 4. Again, it was found that O-acetylsalicylic acid stimulates the formation of colonies. However, at concentrations of 300 mg / L and higher, a toxic effect was observed. It was suggested that this effect is associated with the problem of establishing pH and it is possible that the effect can be eliminated by introducing the appropriate buffer into the medium.
И табл. 4 представлено образование колоний (в расчете на чашку) протопластов в присутствии O-ацетилсалициловой кислоты и 2,4-Д
(Цифрами обозначено число образовавшихся колоний)
Пример 20. Промотирование образования колоний из протопластов Zea mays под воздействием ДМСО и O-ацетилсалициловой кислоты и в присутствии 2,4-Д.And tab. 4 shows the formation of colonies (calculated per cup) of protoplasts in the presence of O-acetylsalicylic acid and 2,4-D
(The numbers indicate the number of colonies formed)
Example 20. Promotion of colony formation from Zea mays protoplasts under the influence of DMSO and O-acetylsalicylic acid and in the presence of 2,4-D.
Протопласты готовили и высевали в количестве 0,75 миллионов на мл в соответствии с описанным в примере 18, с использованием 1 мл среды и чашек Петри диаметром 3,5 см. В среду вводили O-ацетилсалициловую кислоту. O-ацетилсалициловую кислоту растворяли в ДМСО и затем добавляли в среду перед высеванием протопластов. Для получения раствора в ДМСО, 1 г O-ацетилсалициловой кислоты растворяли в 10 мл ДМСО и добавляли в 90 мл дистиллированной воды. Затем полученный раствор перед использованием стерилизации на фильтре. Protoplasts were prepared and plated in an amount of 0.75 million per ml as described in Example 18 using 1 ml of medium and Petri dishes with a diameter of 3.5 cm. O-acetylsalicylic acid was introduced into the medium. O-acetylsalicylic acid was dissolved in DMSO and then added to the medium before plating the protoplasts. To obtain a solution in DMSO, 1 g of O-acetylsalicylic acid was dissolved in 10 ml of DMSO and added to 90 ml of distilled water. Then the resulting solution before using sterilization on the filter.
Чашки подвергали культивации, как описано в примере 10. Через 3 недели посчитывали число макроскопических колоний, образовавшихся в чашках. Полученные результаты представлены в таблице 5. Использование только ДМСО (1% об. /об. ) не обеспечивает значительного повышения или понижения эффективности образования колоний противопластов Zea mays и явно усиливает стимуляторную активность O-ацетилсалициловой кислоты. The dishes were cultured as described in Example 10. After 3 weeks, the number of macroscopic colonies formed in the dishes was counted. The results obtained are presented in table 5. Using only DMSO (1% v / v) does not significantly increase or decrease the efficiency of colony formation of Zea mays antiplasts and clearly enhances the stimulatory activity of O-acetylsalicylic acid.
В табл. 5 представлено влияние O-ацетилсалициловой кислоты на образование колоний протопластов Zea mays демонстрирующее стимуляторный эффект растворения O-ацетилсалициловой кислоты в ДМСО (число образовавшихся колоний)
Пример 21. Усиление образования колоний протопластов в результате добавления 2,4-Д и родственных регуляторов роста растений (ауксинов).In the table. Figure 5 shows the effect of O-acetylsalicylic acid on the formation of Zea mays protoplast colonies, which demonstrates the stimulatory effect of the dissolution of O-acetylsalicylic acid in DMSO (the number of formed colonies)
Example 21. Enhanced formation of protoplast colonies as a result of the addition of 2,4-D and related plant growth regulators (auxins).
Протопласты ресуспендировали на последней стадии примера 3 в растворе КМС крепостью 6/7 в количестве 5 миллионов на мл. Protoplasts were resuspended in the last step of Example 3 in a 6/7 KMS solution in an amount of 5 million per ml.
Аликвоты протопластовой суспензии, помещали в чашки Петри диаметром 6 см при комнатной температуре. Добавляли 2 мл среды КМ, содержащей 1,2% вес./об. Sea PlagueR агарозы, а также 2,4-Д, Пиклорам, Дикамба или пара-хлорфеноксиуксусную кислоту (pCPA) с целью достижения правильных концентраций регулятора роста растений. Использовали конечную плотность протопластов 0,54 миллиона на мл. Агарозу и протопласты хорошо перемешивали и среде давали желатинироваться.Aliquots of the protoplast suspension were placed in Petri dishes with a diameter of 6 cm at room temperature. 2 ml of KM medium containing 1.2% w / v were added. Sea Plague R agarose, as well as 2,4-D, Pikloram, Dikamba or para-chlorophenoxyacetic acid (pCPA) in order to achieve the correct concentrations of plant growth regulator. A final protoplast density of 0.54 million per ml was used. Agarose and protoplasts were mixed well and the medium was allowed to gel.
Чашки культивировали, как описано в примере 10. Через 3 недели подсчитывали число макроскопических колоний, появившихся в чашках. Полученные результаты представлены в табл. 6. The dishes were cultured as described in Example 10. After 3 weeks, the number of macroscopic colonies appearing in the dishes was counted. The results are presented in table. 6.
В табл. 6 представлено образование колоний из культивированных протопластов Zea mays в присутствии различных регуляторов роста растений (ауксины) / число образовавшихся колоний)
Пример 22. Конструирование делецированного Bt протоксинового гена, содержащего примерно 725 аминокислот, и конструирование химерного гена, содержащего такой делецированный ген с CaMV 35s промотором
Делецированный протоксиновый ген, содержащий примерно 725 аминокилсот, получали удалением COOH-терминальной части гена путем расщепления по сайту Kn pI рестрикционной эндонуклеазы в положении 2325 последовательности. Плазмиду pCIB10 /35 sBr (фиг. 12) переваривали с Bam HI и Kn pI и фрагмент Bam HI/Kn pI размером примерно 2,2 k b p, содержащий делеционный протоксиновый ген, выделяли методом препаративного электрофореза на агарозном геле. Для превращения KnpI сайта на окончании 3' в BAm HI сайт, такой фрагмент смешивали с KnpI/Bam HI адаптерным олигонуклеотидом и лигировали. Затем такой фрагмент смешивали с Bam HI-расщепленной pCIВ10/710. Полученные в результате трансформанты, обозначенные как pCIB10/35SBt (Kn p1 и показанные на фиг. 15, содержат делецированный протоксиновый ген размером в примерно в 725 аминокислот. Такие транформанты подвергали селекции на канамицине.In the table. 6 shows the formation of colonies from cultured Zea mays protoplasts in the presence of various plant growth regulators (auxins) / number of colonies formed)
Example 22 Construction of a Deleted Bt Protoxin Gene Containing About 725 Amino Acids and Construction of a Chimeric Gene Containing Such a Deleted Gene with a CaMV 35s Promoter
A depleted protoxin gene containing approximately 725 amino acids was obtained by removing the COOH terminal portion of the gene by cleavage of the restriction endonuclease at the Kn pI site at position 2325 of the sequence. Plasmid pCIB10 / 35 sBr (Fig. 12) was digested with Bam HI and Kn pI and a Bam HI / Kn pI fragment of approximately 2.2 kbp containing the deletion protoxin gene was isolated by preparative agarose gel electrophoresis. To convert the KnpI site at the 3 ′ end to a BAm HI site, such a fragment was mixed with a KnpI / Bam HI adapter oligonucleotide and ligated. Then such a fragment was mixed with Bam HI-digested pCIB10 / 710. The resulting transformants, designated pCIB10 / 35SBt (Kn p1 and shown in Fig. 15, contain a deletion protoxin gene of about 725 amino acids in size. Such transformants were selected on kanamycin.
Пример 23. Конструирование делецированного протоксинового гена, содержащего примерно 645 аминокислот и конструирование химерного гена, содержащего такой делецированный ген с CaMV 35S промотором.Example 23. Construction of the deleted a protoxin gene containing approximately 645 amino acids; and constructing a chimeric gene containing such a deleted gene with the CaMV 35S promoter.
Делецированный протоксиновый тип, содержащий примерно 645 аминокислот, получали путем удаления COOH-терминальной части гена расщеплением на сайте Bcl I рестрикционной эндонуклеазы в положении 2090 последовательности. Плазмиду pCIB10 /35S (фиг. 12) переваривали с Bam HI и BCl I и Bam HI/Bcl I, фрагмент размером 1,9 k b p, содержащий делецированный протоксиновый ген, выделяли методом препаративного электрофореза агарозном геле. Поскольку BCII создает липкий конец, совместимый с Bam HI, никакого дополнительного манипулирования не требуется перед лигированием такого фрагмента на BamHI - расщепленную pCIB10/710. Полученную в результате плазмиду, со структурой pCIB10/35 SBt (BcII), подвергали селекции не канамицине.A deduced protoxin type containing approximately 645 amino acids was obtained by removing the COOH terminal portion of the gene by cleavage of the restriction endonuclease at the Bcl I site at position 2090 of the sequence. Plasmid pCIB10 / 35S (Fig. 12) were digested with Bam HI and BCl I and Bam HI / Bcl I, a 1.9 kbp fragment containing the deleted protoxin gene was isolated by preparative agarose gel electrophoresis. Since BCII creates a sticky end compatible with Bam HI, no additional manipulation is required before ligation of such a fragment on BamHI - cleaved pCIB10 / 710. The resulting plasmid, with pCIB10 / 35 SBt (BcII) structure, was subjected to non-kanamycin selection.
Пример 24. Конструирование делецированного протоксинового гена, содержащего примерно 607 аминокислот и конструирование химерического гена, содержащего делецированный ген с CaMV 35S промотором.Example 24. The construction of the deleted protoxin gene containing approximately 607 amino acids; and constructing a chimeric gene containing a deleted gene with the CaMV 35S promoter.
Делецированный протоксиновый ген получали введением Bam HI сайта расщепления (GGATCC) после нуклеотида 1976 в последовательности. Такую операцию осуществляли клонированием BamHI фрагмента, содержащего протоксиновую последовательность, из pCIB10/35 S b mp18 и использованием стандартных методик олигонуклеотидного мутагенеза, описанных выше. После мутагенеза, двухнитевую репликационную ДНК готовили из М13 клона, который затем переваривали с Bam HI. Фрагмент размером около 1,9 k b p, содержащий делецированный протоксиновый ген, вставляли в Bam HI - расщепленную pCIB10/710. Полученную в результате плазмиду, имеющую структуру pCIB10/35S (607), подвергали селекции на канамицине.The depleted protoxin gene was obtained by introducing the Bam HI cleavage site (GGATCC) after nucleotide 1976 in sequence. Such an operation was carried out by cloning a BamHI fragment containing a protoxin sequence from pCIB10 / 35 S b mp18 and using standard oligonucleotide mutagenesis techniques described above. After mutagenesis, double-stranded replication DNA was prepared from the M13 clone, which was then digested with Bam HI. A fragment of about 1.9 kbp in size containing the deleted protoxin gene was inserted into the Bam HI-cleaved pCIB10 / 710. The resulting plasmid having the structure pCIB10 / 35S (607) were subjected to selection on kanamycin.
Claims (31)
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US5655287A | 1987-05-29 | 1987-05-29 | |
US5650687A | 1987-05-29 | 1987-05-29 | |
US056,506 | 1987-05-29 | ||
US056,552 | 1987-05-29 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4855814 Substitution | 1988-05-20 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2126047C1 true RU2126047C1 (en) | 1999-02-10 |
Family
ID=26735385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4743350 RU2126047C1 (en) | 1987-05-29 | 1988-05-20 | Method of preparing zea mays l plants exhibiting resistance to damages caused by insects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2126047C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446688C2 (en) * | 2007-11-13 | 2012-04-10 | Джапэн Сайенс Энд Текнолоджи Эйдженси | Composition for obtaining plant body having improved sugar content and use thereof |
RU2458122C2 (en) * | 2007-09-21 | 2012-08-10 | Унхва Корпорейшн | Herbal stem cell line recovered from quiescent centre and method for recoverying it |
RU2467067C2 (en) * | 2007-09-21 | 2012-11-20 | Унхва Корпорейшн | Plant stem cell line derived from cambium of herbaceous plant with storage root and method for isolation thereof |
US9532519B2 (en) | 2006-12-11 | 2017-01-03 | Japan Science And Technology Agency | Plant growth regulator and use thereof |
US9930887B2 (en) | 2011-12-12 | 2018-04-03 | Okayama Prefecture | Compound for increasing amino acid content in plant, and use thereof |
RU2720934C2 (en) * | 2015-10-07 | 2020-05-14 | Бионтэк Рна Фармасьютикалз Гмбх | Sequence 3'-utr for rna stabilization |
-
1988
- 1988-05-20 RU SU4743350 patent/RU2126047C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Калинин Ф.Л. и др. Методы культуры тканей в физиологии и биохимии растений. - Киев: Наукова Думка, 1980, с.247. Bot.Caz., 143(3) рр. 327 - 334, 1985. Gmicn., 2(1) рр. 2 - 12, 1986, Plant Physid. 121, рр. 119-126, 1985. * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9532519B2 (en) | 2006-12-11 | 2017-01-03 | Japan Science And Technology Agency | Plant growth regulator and use thereof |
RU2458122C2 (en) * | 2007-09-21 | 2012-08-10 | Унхва Корпорейшн | Herbal stem cell line recovered from quiescent centre and method for recoverying it |
RU2467067C2 (en) * | 2007-09-21 | 2012-11-20 | Унхва Корпорейшн | Plant stem cell line derived from cambium of herbaceous plant with storage root and method for isolation thereof |
RU2446688C2 (en) * | 2007-11-13 | 2012-04-10 | Джапэн Сайенс Энд Текнолоджи Эйдженси | Composition for obtaining plant body having improved sugar content and use thereof |
US8268748B2 (en) | 2007-11-13 | 2012-09-18 | Japan Science And Technology Agency | Composition for production of plant body having improved sugar content, and use thereof |
US8524978B2 (en) | 2007-11-13 | 2013-09-03 | Japan Science And Technology Agency | Composition for production of plant body having improved sugar content, and use thereof |
US9930887B2 (en) | 2011-12-12 | 2018-04-03 | Okayama Prefecture | Compound for increasing amino acid content in plant, and use thereof |
RU2720934C2 (en) * | 2015-10-07 | 2020-05-14 | Бионтэк Рна Фармасьютикалз Гмбх | Sequence 3'-utr for rna stabilization |
US11492628B2 (en) | 2015-10-07 | 2022-11-08 | BioNTech SE | 3′-UTR sequences for stabilization of RNA |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0292435B1 (en) | Zea mays plants and transgenic zea mays plants regenerated from protoplasts or protoplast-derived cells | |
US5350689A (en) | Zea mays plants and transgenic Zea mays plants regenerated from protoplasts or protoplast-derived cells | |
US5508184A (en) | Process for transforming plant protoplast | |
EP0348348B1 (en) | Process for controlling plant pests with the help of non-plant-derived proteinase-inhibitors | |
Barcelo et al. | Transgenic cereal (tritordeum) plants obtained at high efficiency by microprojectile bombardment of inflorescence tissue | |
US5569597A (en) | Methods of inserting viral DNA into plant material | |
US6037526A (en) | Method of inserting viral DNA into plant material | |
JPH0216986A (en) | Preparation of transgenic plant | |
US5049500A (en) | Pollen-mediated gene transformation in plants | |
KR970010757B1 (en) | Regeneration method of cotton | |
AU2464592A (en) | Proteins with insecticidal properties against homopteran insects and their use in plant protection | |
JP2000078936A (en) | Transformation of genetic substance of plant | |
US20010026939A1 (en) | Insecticidal cotton plant cells | |
JP2815837B2 (en) | Method for selecting plant cells and method for regenerating plants using the same | |
AU616444B2 (en) | Insecticidal cotton plant cells | |
IL95334A (en) | Process for production of transgenic plants which belong to the species cucumis melo | |
TW319679B (en) | ||
RU2126047C1 (en) | Method of preparing zea mays l plants exhibiting resistance to damages caused by insects | |
NO885091L (en) | SPLEED GENES AND MANUFACTURING THEREOF. | |
WO1990003725A1 (en) | Transformation of cucumber by agrobacterium tumefaciens and the regeneration of transformed cucumber plants | |
JPH0339091A (en) | Method for making transgenic plant | |
US5215903A (en) | Process for the maintenance and proliferation of defective non-infectious virus genomes in proliferating plant materials | |
HU225775B1 (en) | Zea mays plants regenerated from protoplasts or protoplast-derived cells, and transgenic zea mays plants | |
US6262338B1 (en) | Resistance genes | |
Snyman | Development of in vitro culture and gene transfer techniques in sugarcane (Saccharum species hybrids). |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
REG | Reference to a code of a succession state |
Ref country code: RU Ref legal event code: MM4A Effective date: 20070521 |