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JP6947533B2 - Use of AT (n) inserts in promoter elements to control the expression level of coding sequences in plants - Google Patents
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JP6947533B2 - Use of AT (n) inserts in promoter elements to control the expression level of coding sequences in plants - Google Patents

Use of AT (n) inserts in promoter elements to control the expression level of coding sequences in plants Download PDF

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Description

本発明は、ある種の制限内にあって、人工的に上方制御(上流)又は下方制御(下流)され得る、植物におけるコード配列の発現レベルを調節するために、プロモーター領域配列における特定点におけるAT(n)挿入物の使用に関する。 The present invention is at a particular point in a promoter region sequence to regulate the expression level of a coding sequence in a plant that can be artificially upregulated (upstream) or downregulated (downstream) within certain restrictions. AT (n) Regarding the use of inserts.

遺伝子のプロモーター領域は、一般には、遺伝子転写開始部位から上流に1〜100及び200塩基対を有するDNA配列に含まれ、典型的には、1以上の転写因子結合部位を含み、及び/又はそれに隣接している。全ての遺伝子は、転写開始部位の上流(上側)及び下流(下側)に転写調節を有する。転写因子は、これらの調節配列を認識及び結合し、転写されたメッセンジャーRNAの合成を制御する。これらの配列には、プロモーター、エンハンサー及び調節配列が含まれる。プロモーターは、遺伝子構築物において使用され、構成様式において、遺伝子を過剰発現させ、阻害し、若しくはその発現を調節するために、遺伝子工学の手段によって操作され、ある種の環境によって誘導され得る。 The promoter region of a gene is generally contained in a DNA sequence having 1 to 100 and 200 base pairs upstream from the gene transcription initiation site, typically containing one or more transcription factor binding sites and / or it. Adjacent. All genes have transcriptional regulation upstream (upper) and downstream (lower) of the transcription initiation site. Transcription factors recognize and bind to these regulatory sequences and control the synthesis of transcribed messenger RNA. These sequences include promoters, enhancers and regulatory sequences. Promoters are used in gene constructs and, in a constitutive manner, can be engineered by genetic engineering means and induced by certain environments in order to overexpress, inhibit, or regulate their expression.

遺伝子を過剰発現させるための種々の技術は、現在、バイオテクノロジーの分野において利用可能であり、そのうち、主な技術は、カリフラワー・モザイク・ウイルス(CaMV)から単離された、構成的プロモーター35Sを含む発現カセットの構築物を含む。しかしながら、遺伝子構築物におけるこのプロモーターの使用にはいくつかの例外がある。短鎖ウイスルDNA、及び植物ゲノムへのその挿入物の使用により、植物に感染しているウイルスゲノム間、又はより正確には、メッセンジャーRNA転写物間に、遺伝子組換えの潜在的なリスクの存在が実験的に明らかになった。このリスクは、新規なウイルス株、できればより悪性のタイプの創生に至る。 Various techniques for overexpressing genes are currently available in the field of biotechnology, of which the main technique is the constitutive promoter 35S isolated from cauliflower mosaic virus (CaMV). Contains constructs of expression cassettes. However, there are some exceptions to the use of this promoter in gene constructs. Presence of potential risk of genetic recombination between viral genomes infecting plants, or more precisely, between messenger RNA transcripts, due to the use of short-stranded viral DNA and its inserts into the plant genome. Was clarified experimentally. This risk leads to the creation of new viral strains, preferably more malignant types.

プロモーター35S CaMVは、偶然的であると考えられ、全ての植物において、及び緑藻類、酵母、大腸菌において効果的に機能する。それは、他の植物及び動物ウイルスのプロモーターと共通して、相互交換できる対を有するモジュラー構造を有する。また、それは組換えホットスポットを有し、他の組換えホットスポットに類似した組換えプロセスに関与する複数の誘因物によって位置づけられ、トランスジェニック植物においてしばしば用いられる、アグロバクテリウム(Agrobacterium)種のT−DNAベクターの境界が含まれる。このホットスポットは、分割し、他のDNAに結合する傾向にあり、それにより、遺伝子の水平移動及び組換えプロセスの可能性を増加させる。したがって、侵襲的な外来性DNAのゲノムへの挿入、野生型ウイルスと比較して、いくつかの選択的利点を貢献する場合に安定であるだけである、休眠ウイルスの再活性化及び新規ウイルスの発生に起因して、潜在的なリスクは突然変異生成及び発癌である。 Promoter 35S CaMV is thought to be accidental and functions effectively in all plants and in green algae, yeast and E. coli. It has a modular structure with interchangeable pairs in common with other plant and animal virus promoters. It also has recombinant hotspots, which are positioned by multiple triggers involved in the recombination process similar to other recombinant hotspots and are often used in transgenic plants of the Agrobacterium species. Boundaries of T-DNA vectors are included. This hotspot tends to divide and bind to other DNA, thereby increasing the potential for horizontal gene transfer and recombination processes. Therefore, insertion of invasive exogenous DNA into the genome, reactivation of dormant viruses and novel viruses that are only stable if they contribute some selective advantages compared to wild-type viruses. Due to development, potential risks are mutagenesis and carcinogenesis.

内因性ホモロガスの発現の部分的若しくは完全転写イベント及び/又は阻害は、プロモーター35S CaMVを用いて観察された(Napoli et al(1990)The Plant Cell 2:279−289;Van der Krol et al(1990)Plant Cell 2 291−299)。この不活性化は、メチル化及びエピジェネティックな変化を伴う複雑な機構に起因して起こる(Renckens et al(1992)Mol.Gen.Genet.233:53−64;Neuhuber et al(1994)Mol.Gen.Genet.244:230−241;Meyer & Heidmann(1994)Mol.Gen.Genet.243:390−399;Thierry & Vaucheret(1996)Plant Mol.Biol.32:1075−1083)。メチルトランスフェラーゼ又はエピジェネティックな変化に関与する他の酵素にある種の配列を指示する現実の機構は未知のままであるが、DNA−DNA、DNA−RNA及びRNA−RNA間の依存したホモロガスの相互作用の関与を示唆するという仮説がある(Grierson et al.(1991)Trends in Biotechnology 9:122−123);Matzke & Matzke(1995)Plant Physiology 107:679−685)。 Partial or complete transcriptional events and / or inhibition of endogenous homologous expression were observed using the promoter 35S CaMV (Napoli et al (1990) The Plant Cell 2: 279-289; Van der Kroll et al (1990). ) Plant Cell 2 291-299). This inactivation occurs due to a complex mechanism involving methylation and epigenetic changes (Renckens et al (1992) Mol. Gen. Genet. 233: 53-64; Neuhuber et al (1994) Mol. Gen. Genet. 244: 230-241; Meyer & Heidmann (1994) Mol. Gen. Genet. 243: 390-399; Thierry & Vaucheret (1996) Plant Mol. Biol. 32: 1075-1083). The actual mechanism of directing certain sequences to methyltransferases or other enzymes involved in epigenetic alterations remains unknown, but the mutual dependence of DNA-DNA, DNA-RNA and RNA-RNA on each other. There is a hypothesis that it suggests the involvement of action (Grierson et al. (1991) Trends in Biotechnology 9: 122-123); Mattzke & Mattzke (1995) Plant Physiologic 107: 679-685).

文献では、CaMV遺伝子が、感染ウイルスのゲノムで組換えられたキャノーラ(canola)染色体に組み込まれ、新規な複数の悪性ウイルスを生じさせたことを証明するデータがある。CaMVウイルス間のこれらの組換えはプロモーター領域を含み(Vaden & Melcher(1992)Virology 177:111)、DNAとDNAとの間、又はRNAとRNAとの間で起こる場合があり、しばしば、親の対応物よりも重度である感染を生じさせる(Mol.Plant−Microbe Interactions 5:48,1992)。 In the literature, there are data demonstrating that the CaMV gene was integrated into the canola chromosome recombinantly in the genome of the infectious virus, resulting in multiple novel malignant viruses. These recombinations between CaMV viruses include promoter regions (Vaden & Melcher (1992) Virology 177: 111) and can occur between DNA and DNA, or between RNA and RNA, often in the parental. It causes infections that are more severe than their counterparts (Mol. Plant-Microbe Interactions 5:48, 1992).

さらに、プロモーター35S CaMVの使用は、通常、全タンパク質の1%より低い比率で内因性遺伝子の生成物の発現をもたらす。このプロモーターにおけるいくつかの改善、例えば、ある配列の重複やエンハンサーの追加は、その発現を増加させたが、いくつかの用途については、内因性遺伝子生成物の発現レベルはさらに増加させる必要がある。 In addition, the use of promoter 35S CaMV usually results in expression of the product of the endogenous gene at a ratio of less than 1% of the total protein. Some improvements in this promoter, such as duplication of a sequence or the addition of enhancers, increased its expression, but for some applications the expression level of the endogenous gene product needs to be further increased. ..

一般に、生物的ストレス及び非生物的ストレスへの耐性の特徴に関して、遺伝子操作された植物を得るために、構成的プロモーター35S CaMVを用いて行われた実験では、この耐性はいくつかのケースでは増加するが、このプロモーターの使用から導かれる望ましくない効果の1つは、植物の大きさの減少であり、植物の成長及び発育が通常影響され、形質転換された植物種とは無関係に小植物に至る(Kasuga et al.(1999)Nature America Inc.287−291)。 In general, with respect to the characteristics of resistance to biological and abiotic stress, in experiments performed with the constitutive promoter 35S CaMV to obtain genetically engineered plants, this resistance increased in some cases. However, one of the undesired effects derived from the use of this promoter is a reduction in plant size, which usually affects plant growth and development and affects small plants regardless of the transformed plant species. To reach (Kasuga et al. (1999) Nature America Inc. 287-291).

したがって、植物成長における遅延などのある種の負の効果が起こる可能性があるが、遺伝子発現を調節するストレス誘導性プロモーターの使用のようなストラテジーはこのような効果を妨げるか又は軽減する場合がある。 Therefore, certain negative effects, such as delays in plant growth, may occur, but strategies such as the use of stress-induced promoters that regulate gene expression may prevent or mitigate such effects. be.

別の作業では、Gelvinら(Plant Molecular Biology Manual.Norwell,MA:Kluwer Acedemic Publishers,1995)は、細菌アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)の2つの遺伝子:オパインシンターゼ(ocs)及びマンノパインシンターゼ(mas)の配列を調節する種々の組み合わせを用いて構築された、いくつかのプロモーターによって検出されるGUSの発現を分析した。そして、種々の組み合わせのうち、mas活性化エレメントとmasプロモーター領域を用いて融合されたocs遺伝子活性化配列の3反復によって形成されたハイブリッドプロモーターは、「(Aocs)3AmasPmas」と呼ばれ、プロモーターCaMV 35Sを含む細胞と比較した場合、10倍大きいGUSマーカー遺伝子の、形質転換タバコ細胞の発現レベルにおいて提示された。この新規なプロモーターは、形質転換効率に影響を及ぼさなかったが、しかし、高レベルのマーカー遺伝子発現は、より大きな比率の形質転換細胞の同定を促進した。発現レベルは、葉、根、及び種々の細胞型において高かった。また、このプロモーターは、マニオク(manioc)及びエンドウ植物において非常に活性があり、2つの穀物はアグロバクテリウム種を用いて形質転換することが困難であった。このグループは、さらにこのプロモーター「(Aocs)3AmasPmas」を用いて、タバコ及びコーン植物に導入された(18時間後)遺伝子の迅速転写の研究における成功を記載し、プロモーターCaMV 35Sによって調節された発現とは異なり、その活性は弱く、この時期内での遺伝子発現のいずれの検出も可能にしない。 In another task, Gelvin et al. (Plant Molecular Biology Manual. Norwell, MA: Kruwer Acidemic Publicers, 1995), Bacterial Agrobacterium tumefaciens (Agrobacterium tumefaciens (Agrobacterium tumefaciens) (Agrobacterium tumefaciens) The expression of GUS detected by several promoters constructed using various combinations that regulate the sequence of synthase (mas) was analyzed. Among the various combinations, the hybrid promoter formed by three iterations of the ocs gene activation sequence fused using the mas activation element and the mas promoter region is called "(Aocs) 3AmasPmas" and is called the promoter CaMV. The GUS marker gene, which is 10-fold larger than cells containing 35S, was presented at the expression level of transformed tobacco cells. This novel promoter did not affect transformation efficiency, but high levels of marker gene expression facilitated the identification of larger proportions of transformed cells. Expression levels were high in leaves, roots, and various cell types. In addition, this promoter was very active in manioc and pea plants, and it was difficult to transform the two grains with Agrobacterium species. This group further described the success in the study of rapid transcription of genes introduced into tobacco and corn plants (after 18 hours) using this promoter "(Aocs) 3AmasPmas" and regulated expression by the promoter CaMV 35S. Unlike, its activity is weak and does not allow detection of any gene expression within this period.

遺伝子構築物における遺伝子の過剰発現に対してストレス誘導性プロモーターを用いるというさらなるオプションがあり、これに関して、アラビドプシス・タリアーナ(Arabdopsis thaliana)から単離されたプロモーターrd29は、非生物的ストレスに対して良好な耐性を有する植物のサーチに最も使用されている。概して、これらの遺伝子構築物は、通常、干ばつ、塩分、並びに低温及び高温などの環境ストレスに応答した遺伝子発現を調節するファミリーDREB(脱水応答エレメント結合)の遺伝子に融合される。異なる植物種を使用したいくつかの作業では、誘導されたストレスプロモーターを用いた遺伝子形質転換の結果として、非生物的ストレスにより耐性な植物が報告された(Oono et al.(2003)The Plant Journal,34:868−887;Kasuga et al.(2004)Plant Cell Physiol 45(3):346−350)。 There is an additional option to use a stress-inducible promoter for gene overexpression in the gene construct, in which respect the promoter rd29 isolated from Arabdopsis thaliana is good for abiotic stress. Most used to search for resistant plants. In general, these gene constructs are usually fused to family DREB (dehydration response element binding) genes that regulate gene expression in response to drought, salt, and environmental stresses such as low and high temperatures. In some tasks with different plant species, plants resistant to abiotic stress were reported as a result of genetic transformation with induced stress promoters (Oono et al. (2003) The Plant Journal). , 34: 868-887; Kasuga et al. (2004) Plant Cell Physiol 45 (3): 346-350).

Fugantiら(2004)は、シスト線虫に耐性であり、影響を受けやすい大豆遺伝子型を用いた。この文献には、シスト線虫に耐性な大豆遺伝子型の支援選択に使用された分子マーカーに関する初期データが含まれる。しかしながら、DNA配列のレベル又はこの遺伝子によってコードされたmRNAの発現に関して、試験された個体間の分子相違のいかなるタイプも検出されなかった。 Fuganti et al. (2004) used a soybean genotype that is resistant and susceptible to cyst nematodes. This document contains initial data on molecular markers used in the supportive selection of soybean genotypes resistant to cyst nematodes. However, no type of molecular difference between the tested individuals was detected with respect to the level of the DNA sequence or the expression of the mRNA encoded by this gene.

Fuganti(Master’s Thesis,State University of Londrina[Universidade Estadual de Londrina],2004)は、耐性菌株の選択を示し、ここでは、対象遺伝子を含むゲノム領域の耐性遺伝子及び分子的特徴のある遺伝子と関連した分子マーカーを用いた。この研究では、遺伝子プロモーターにおけるAT(n)挿入物のサイズとそのmRNA又はタンパク質の発現の得られたレベルとの間の可能な相関を示す定性的及び定量的データが開示されていない。本発明は、ある種の数のAT(n)挿入物がプロモーター領域に挿入されているという条件で、いずれかの発現レベルと調節し、及び/又は上方制御若しくは下方制御する能力を提案する。このような提案はこの研究には示されておらず、試験されていない。 Fuganti (Master's Thesis, State University of Londrina [University University of Londrina], 2004) shows the selection of resistant strains, here the resistance genes of the genomic region including the gene of interest The molecular marker used was used. This study does not disclose qualitative and quantitative data showing possible correlations between the size of AT (n) inserts in gene promoters and the obtained levels of expression of their mRNA or protein. The present invention proposes the ability to regulate and / or upregulate or downregulate any expression level, provided that a certain number of AT (n) inserts have been inserted into the promoter region. No such proposal has been presented and tested in this study.

Fuganti(PhD Thesis,State University of Maringa[Universidade Estadual de Maringa],2007)は、遺伝子Gmhsp17.6−Lのプロモーター領域内の異なるサイズのAT(n)挿入物と、種々の非生物的ストレス及び生物的ストレス(寒さ、暑さ、干ばつ、塩、線虫の幼虫による感染)に反応したその発現レベルとの間の可能な相関を示す定量的及び定性的データを示した。しかしながら、コード領域が、生物的ストレス及び非生物的ストレスの不存在及び/又は存在下、異なるAT(n)サイズを含むプロモーター領域に融合されてもよい、任意の遺伝子の発現レベルを上方制御又は下方制御する可能性は、示されず、及び検討されていない。 Fuganti (PhD Qualitative, State University of Maringa [University de Maringa], 2007) is a variety of AT (n) inserts of different sizes within the promoter region of the gene Gmhsp17.6-L, as well as different sized AT (n) inserts within the promoter region of the gene Gmhsp17.6-L. Quantitative and qualitative data showing possible correlations with their expression levels in response to target stress (cold, heat, drought, salt, infection by nematode larvae) are presented. However, the coding region may be fused to promoter regions containing different AT (n) sizes in the absence and / or presence of biological and abiotic stress, upregulating or upregulating the expression level of any gene. The possibility of downward control has not been shown and considered.

特許文献米国第2005059623号は、選択された細胞に発現される、熱ショックタンパク質(HSP)プロモーターに融合した、治療遺伝子の発現を調節するために、超音波の制御された応用を用いて、局所発熱を使用する方法を提供する。提案された発明は、遺伝子配列において、全ての形質転換された細胞において発現された種々のサイズのAT(n)挿入物を有する熱ショックタンパク質のプロモーター領域に融合した任意の遺伝子の発現レベルを調節し、及び上方制御又は下方制御することを目的とする。生物的ストレス又は非生物的ストレスは植物全体に適用されてもよい。同一物がそのプロモーター領域に挿入されることを条件として、遺伝子発現の調節におけるAT挿入物の役割、及び任意の遺伝子発現を制御するためのツールとしてその使用の可能についてのいずれの指示も開示されていない。 US Pat. Provide a method of using heat generation. The proposed invention regulates the expression level of any gene fused to the promoter region of a heat shock protein with AT (n) inserts of various sizes expressed in all transformed cells in the gene sequence. And the purpose is to control upwards or downwards. Biological or abiotic stress may be applied to the entire plant. Any indication of the role of AT inserts in the regulation of gene expression and their availability as a tool for controlling arbitrary gene expression, provided that the same is inserted into its promoter region, is disclosed. Not.

特許文献米国第2003190706号は、遺伝子産物(タンパク質)の総量の増加を促進する、プロモーター活性を示すDNA配列に融合された内因性遺伝子に関する。プロモーター活性を有するこの領域は、窒素を化合した塩基の置換及び欠失を含む変異変更から生成させた。本発明は、mRNAの合成を誘導するために必要される全ての遺伝子エレメントを含む、完全な遺伝子プロモーターの使用を必要とする。遺伝子発現の調節は、遺伝子のプロモーター領域におけるランダム突然変異というよりはむしろ、AT(n)挿入物のサイズに従って分化されたレベルをもたらすことは、本発明において明らかである。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003190706 relates to an endogenous gene fused to a DNA sequence exhibiting promoter activity that promotes an increase in the total amount of a gene product (protein). This region with promoter activity was generated from mutation alterations, including substitutions and deletions of nitrogen-conjugated bases. The present invention requires the use of a complete gene promoter, including all the genetic elements required to induce mRNA synthesis. It is clear in the present invention that regulation of gene expression results in levels differentiated according to the size of the AT (n) insert, rather than random mutations in the promoter region of the gene.

特許文献欧州第1930423号は、発現レベルが他の従来のプロモーターによって調節されない、異種タンパク質を生成するためのシステムにおいて使用される、異なる最終サイズに分けられた熱ショックタンパク質のプロモーター領域を開示する。発現を活性化するために、非生物的又は化学的な特定のストレスが使用される。本発明は、試験された遺伝子型において既存のバリエーション、文献EP1930423において使用された1000bpより小さい断片を用い、これは、遺伝子Gmhsp17.6−Lのプロモーター領域において検出される。このバリエーションは、プロモーターの特定領域における異なる数のAT(n)挿入物によって提供され、AT(n)挿入物に依存した312bp(AT9)と358bp(AT33)の間にサイズバリエーションをもたらす。 Patent Document Europe No. 1930423 discloses promoter regions of heat shock proteins divided into different final sizes used in systems for producing heterologous proteins whose expression levels are not regulated by other conventional promoters. Specific abiotic or chemical stresses are used to activate expression. The present invention uses an existing variation in the genotype tested, a fragment smaller than 1000 bp used in reference EP1930423, which is detected in the promoter region of the gene Gmhsp17.6-L. This variation is provided by a different number of AT (n) inserts in a particular region of the promoter, resulting in a size variation between 312 bp (AT 9 ) and 358 bp (AT 33) depending on the AT (n) insert.

特許文献米国第5929302号は、葉及び花托などの組織において、成熟時に遺伝子発現を制御する一過性の組織特異的なプロモーターを使用する。プロモーターは、キメラ遺伝子を発現するために、ラズベリーにおけるdru遺伝子自体から、又はそのホモログから単離された。このプロモーターと、特異的な遺伝子、例えば、色及び香りの変化を制御する遺伝子、植物細胞プロセスを修飾する酵素又は触媒産物の遺伝子、生成物がエチレン合成に影響を及ぼす遺伝子、代替の真菌調節遺伝子、並びにスクロース蓄積遺伝子との組み合わせを示唆している。本発明は、全ての細胞において、及び植物のライフサイクル全体を通じて、いずれかの遺伝子の発現を変更するために、その遺伝子のプロモーター領域における変更を有する。遺伝子産物の発現レベルのバリエーションは、プロモーターへの種々の数のAT(n)挿入物と相関し、結果として、異なるサイズのプロモーターと相関する。本発明は、これらの変更を含む任意の遺伝子発現を調節することを提案する。 Patent Document US No. 5929302 uses a transient tissue-specific promoter that regulates gene expression during maturation in tissues such as leaves and tentacles. The promoter was isolated from the dru gene itself in raspberries or from its homologues to express the chimeric gene. This promoter and specific genes, such as genes that control color and scent changes, genes for enzymes or catalytic products that modify plant cell processes, genes whose products affect ethylene synthesis, alternative fungal regulatory genes , And suggests a combination with the sucrose accumulation gene. The present invention has changes in the promoter region of any gene in order to change the expression of any gene in all cells and throughout the life cycle of the plant. Variations in the expression level of the gene product correlate with different numbers of AT (n) inserts into the promoter and, as a result, with promoters of different sizes. The present invention proposes to regulate arbitrary gene expression, including these alterations.

したがって、本発明は、遺伝子を過剰発現する科学論文において利用可能な現在既存の全ての方法とは異なるため、革新的である。そうするために、本発明は、多数及び少数の繰り返しを有するAT配列の挿入を用い、遺伝子発現のレベルの調節を可能にし、それを増加又は減少させることができる。 Therefore, the present invention is innovative because it differs from all currently existing methods available in scientific papers that overexpress genes. To do so, the present invention can use the insertion of AT sequences with many and few repetitions to allow regulation of the level of gene expression and increase or decrease it.

本発明は、植物におけるコード配列の発現レベルを調節するためのプロモーターエレメントにおけるAT(n)挿入物の使用に関する。また、本発明は、大豆胚を形質転換するために、GUSタンパク質に融合した、異なる数のAT挿入物を有する遺伝子のプロモーター領域を含む遺伝子発現カセットに関する。 The present invention relates to the use of AT (n) inserts in promoter elements to regulate the expression level of coding sequences in plants. The present invention also relates to a gene expression cassette containing a promoter region of a gene with a different number of AT inserts fused to a GUS protein to transform a soybean embryo.

本発明は、植物におけるコード配列の発現レベルを制御する方法を提供し、該方法は、
(i)対象遺伝子に操作可能に連結されたプロモーターエレメント内のAT(n)挿入物を担持する発現カセットを用いて植物細胞を安定に形質転換し;
(ii)植物細胞の増殖条件下で安定に形質転換された植物細胞を培養し;
(iii)(i)のカセットがそのゲノムに安定に組み込まれたトランスジェニック植物を再生する
ことを含み、ここで、該トランスジェニック植物は、対照植物と比較した場合に、異なるレベルの遺伝子発現を示す。
The present invention provides a method of controlling the expression level of a coding sequence in a plant.
(I) Stable transformation of plant cells using an expression cassette carrying an AT (n) insert in a promoter element operably linked to a gene of interest;
(Ii) Stable transformed plant cells are cultured under plant cell proliferation conditions;
(Iii) The cassette of (i) comprises regenerating a transgenic plant that is stably integrated into its genome, wherein the transgenic plant exhibits different levels of gene expression when compared to a control plant. show.

さらに、本発明は、Gmhsp17.6−L遺伝子のプロモーター領域に連結された異なる数のAT挿入物を有する2つのプロモーター領域を含む発現カセットを提供する。 In addition, the present invention provides an expression cassette containing two promoter regions with different numbers of AT inserts linked to the promoter region of the Gmhsp17.6-L gene.

本発明の別の態様では、AT(n)−挿入物を含む遺伝子的に改変された植物を得るための方法が提供され、該方法は、
(i)対象遺伝子に操作可能に連結されたプロモーターエレメント内にAT(n)挿入物を担持する発現カセットを用いて植物細胞を安定に形質転換し;
(ii)植物細胞の増殖条件下で安定に形質転換された植物細胞を培養し;
(iii)安定に遺伝子的に改変された植物を再生する
ことを含む前記方法。
In another aspect of the invention, a method for obtaining a genetically modified plant containing an AT (n) -insert is provided, wherein the method is:
(I) Stable transformation of plant cells using an expression cassette carrying an AT (n) insert within a promoter element operably linked to a gene of interest;
(Ii) Stable transformed plant cells are cultured under plant cell proliferation conditions;
(Iii) The method comprising regenerating a stably genetically modified plant.

結果は、ある種の遺伝子の発現レベルが、遺伝子工学的ツールを介して、プロモーター領域内にAT(n)繰り返し塩基を挿入することによって、ある種の制限内で、人工的に上方制御(上流)又は下方制御(下流)され得る。 The result is that the expression level of certain genes is artificially upregulated (upstream) within certain limits by inserting AT (n) repeated bases into the promoter region via genetic engineering tools. ) Or downward control (downstream).

耐性親試料PI595099、感受性親試料BRS133、並びに耐性集団(試料01〜試料05)及び感受性試料(試料06〜試料10)の個体において、マイクロサテライトマーカーSOYHSP176の増幅を用いたアガロースゲルを示す。矢印は、感受性親におけるマーカー増幅によって生じたバントを示し、また感受性集団におも見られる。Agarose gels using amplification of the microsatellite marker SOYHSP176 are shown in the resistant parent sample PI595099, the sensitive parent sample BRS133, and the individuals of the resistant population (Sample 01-Sample 05) and the sensitive sample (Sample 06-Sample 10). Arrows indicate bunts caused by marker amplification in susceptible parents and are also found in susceptible populations. GenBank(受入番号:M11317)から利用可能である遺伝子Gmhsp17.6−Lの配列を示す。下線、プライマーpSoyHspPstI F及びpSoyHsp−BamHI Rは、プロモーター領域の増幅断片を規定する。点のボックスではAT(n)挿入物、灰色ボックスではコード配列の開始コドン(ATG)と停止コドン(TAA)である。The sequence of the gene Gmhsp17.6-L available from GenBank (accession number: M11317) is shown. Underline, primer pSoyHspPstI F and pSoyHsp-BamHI R defines an amplified fragment of the promoter region. The dot box is the AT (n) insert, and the gray box is the start codon (ATG) and stop codon (TAA) of the coding sequence. 遺伝子Gmhsp17.6−L(GenBankの受入番号:M11317)の配列を示す。灰色ボックスではコード配列を規定する開始コドン(ATG)と停止コドン(TAA)、点ボックスではプロモーター領域中のAT(n)挿入物を強調し、下線は、遺伝子の完全な配列決定のために設計されたプライマーpSoyHspPstI FとSoyHSP Cl Rである。The sequence of the gene Gmhsp17.6-L (GenBank accession number: M11317) is shown. The gray boxes highlight the start codons (ATG) and stop codons (TAA) that define the coding sequence, the point boxes highlight the AT (n) inserts in the promoter region, and the underline is designed for complete gene sequencing. Primer pSoyHspPstI F and SoyHSP Cl It is R. GenBank(受入番号:M11317)から利用可能な遺伝子の完全配列に基づいて設計されたプライマーpSoyHsp AleI FとpSoyHsp NcoI Rを用いた遺伝子Gmhsp17.6−Lのプロモーター領域の増幅を示す。ラダーは100pbと500pbである。Primer pSoyHsp designed based on the complete sequence of genes available from GenBank (access number: M11317) AlleI F and pSoyHsp NcoI The amplification of the promoter region of the gene Gmhsp17.6-L using R is shown. The ladders are 100pb and 500pb. GenBank(受入番号:M11317)から利用可能な遺伝子の完全配列に基づいて設計されたプライマーpSoyHSP PstI FとpSoyHSP Cl Rを用いて完全遺伝子Gmhsp17.6−Lの増幅を示す。ラダーは100pbと500bpである。Amplification of the complete gene Gmhsp17.6-L is shown using primers pSoyHSP PstIF and pSoyHSP Cl R designed based on the complete sequence of the gene available from GenBank (access number: M11317). The ladders are 100 bp and 500 bp. プロモーター領域を規定するプライマーpSoyHSPPstI FとpSoyHSPBamHI Rのセットを用いた、耐性親個体PI595099、感受性親BRS133、感受性集団256−S、259−Sの個体、並びに耐性集団JF7002、JF7027及びJF7056の個体の増幅によって生じた遺伝子Gmhsp17.6−Lのプロモーター領域の配列のアラインメントを示す。プライマーは、遺伝子Gmhsp17.6−L(GenBankの受入番号:M11317)の完全配列に基づいて規定された。点のボックスではAT(n)挿入物である。ボックスではおそらくTATA−ボックスである。白字を有する黒いボックスは、コンセンサス配列5’AGGAAnnTTCT3’の熱ショックエレメント(HSE)の1つである。白字を有する灰色ボックスでは、コア5’CTnGAAnnTTCnAG3’を有する別のコンセンサス配列5’cTTCtaGAAgcTTCtaGAAg3’である。Primer pSoyHSPPstI that defines the promoter region F and pSoyHSPBamHI Gene Gmhsp17.6-L generated by amplification of resistant parent PI595099, susceptible parent BRS133, susceptible population 256-S, 259-S, and resistant populations JF7002, JF7027, and JF7056 using the set of R. The alignment of the sequence of the promoter region is shown. Primers were defined based on the complete sequence of the gene Gmhsp17.6-L (GenBank accession number: M11317). The point box is an AT (n) insert. The box is probably a TATA-box. The black box with white letters is one of the heat shock elements (HSE) of the consensus sequence 5'AGGAAnnTTCT3'. In the gray box with white letters, there is another consensus sequence 5'cTTCtaGAAgcTTCtaGAAg3' with core 5'CTnGAAnnTTCnAG3'. GenBankで利用可能な遺伝子(受入番号:M11317)の配列と比較した、遺伝子Gmhsp17.6−Lのプロモーター領域とコード配列の開始の間に存在する遺伝子配列を示し、研究の材料は、感受性(BRS133)と耐性(PI595099)、感受性集団256−S、259−S及び266−Sの個体、並びに耐性集団JF7002、JF7027及びJF7056の個体である。灰色ボックスのヌクレオチドはコード領域の転写開始部位のコドンATGを強調する。The gene sequence present between the promoter region of gene Gmhsp17.6-L and the initiation of the coding sequence compared to the sequence of the gene available in GenBank (acceptance number: M11317) is shown, and the material of the study is susceptibility (BRS133). ) And resistance (PI595099), individuals of the susceptible populations 256-S, 259-S and 266-S, and individuals of the resistant populations JF7002, JF7027 and JF7056. Nucleotides in the gray box highlight the codon ATG at the transcription initiation site of the coding region. GenBankで利用可能な遺伝子(受入番号:M11317)の配列と比較した、研究中の全ての材料の感受性親BRS133と耐性PI595099、感受性集団256−S、259−S及び266−Sの個体、並びに耐性集団JF7002、JF7027及びJF7056の個体由来の遺伝子Gmhsp17.6−Lのコード配列のアラインメントを示す。灰色ボックスのヌクレオチドはコード領域を規定するATG開始コドン及びTAA熱転写コドンを強調する。Sensitive parent BRS133 and resistant PI595099, susceptible populations 256-S, 259-S and 266-S individuals, and resistant for all materials under study compared to the sequence of the gene available in GenBank (accession number: M11317). The alignment of the coding sequence of the gene Gmhsp17.6-L derived from the individuals of the populations JF7002, JF7027 and JF7056 is shown. Nucleotides in the gray box highlight the ATG start codon and TAA thermal transcription codon that define the coding region. GenBankで利用可能な遺伝子(受入番号:M11317)の配列と比較した、研究中の全ての材料の感受性親BRS133と耐性PI595099、感受性集団256−S、259−S及び266−Sの個体、並びに耐性集団JF7002、JF7027及びJF7056の個体由来の遺伝子Gmhsp17.6−Lのコード配列のアラインメントを示す。灰色ボックスのヌクレオチドはコード領域を規定するATG開始コドン及びTAA熱転写コドンを強調する。Sensitive parent BRS133 and resistant PI595099, susceptible populations 256-S, 259-S and 266-S individuals, and resistant for all materials under study compared to the sequence of the gene available in GenBank (accession number: M11317). The alignment of the coding sequence of the gene Gmhsp17.6-L derived from the individuals of the populations JF7002, JF7027 and JF7056 is shown. Nucleotides in the gray box highlight the ATG start codon and TAA thermal transcription codon that define the coding region. GenBankで利用可能な遺伝子(受入番号:M11317)の配列と比較した、研究中の全ての材料の感受性親BRS133と耐性PI595099、感受性集団256−S、259−S及び266−Sの個体、並びに耐性集団JF7002、JF7027及びJF7056の個体由来の遺伝子Gmhsp17.6−Lのコード配列によってコードされたアミノ酸配列のアラインメントを示す。Sensitive parent BRS133 and resistant PI595099, susceptible populations 256-S, 259-S and 266-S individuals, and resistant for all materials under study compared to the sequence of the gene available in GenBank (acceptance number: M11317). The alignment of the amino acid sequence encoded by the coding sequence of the gene Gmhsp17.6-L derived from the individuals of the populations JF7002, JF7027 and JF7056 is shown. M.ジャワニカに耐性及び感受性試料を用いて、遺伝子Gmhsp17.6−L(GenBankの受入番号:M11317)の断片から構築したプローブ(326pb)を用いて行ったリボヌクレアーゼ保護を示す。上部の数は使用された試料に同等である:感受性親(BRS133)と耐性(PI595099)とM.ジャワニカの卵を用いて接種(2及び4)された処理、キットの陽性対照(5−矢印で指示)、RNase酵素の対照、設計されたプローブ(6)、並びにRNaseの未消化(7)である。M. Ribonuclease protection performed with a probe (326 pb) constructed from a fragment of the gene Gmhsp17.6-L (GenBank accession number: M11317) using Javanica resistant and sensitive samples is shown. The number of upper parts is equivalent to the sample used: susceptible parent (BRS133) and resistant (PI595099) and M. et al. Inoculated with Javanica eggs (2 and 4), kit positive controls (indicated by 5-arrows), RNase enzyme controls, designed probes (6), and RNase undigested (7). be. シスト線虫M.ジャワニカの接種及び非接種の処理における耐性(PI595099)と感受性(BRS133)親における遺伝子Gmhsp17.6−Lの相対的定量化を示す。GenBankで利用可能な遺伝子(受入番号:M11317)の完全配列を用いて、プログラムPrimer Express(登録商標)ソフトウェアv20を用いて設計されたプライマーSOYHSP PSC FとSoyHSP PSC RによるリアルタイムPCRによってデータを得た。定量化は、2-ΔΔCt法を用いて行った。遺伝子rRNA 18Sは、ゲージとして規定及び非接種試料として使用された。試料は、SYBR法を用いた3つの独立した稼働において3点測定において増幅された。Cyst nematode M. Relative quantification of the gene Gmhsp17.6-L in resistant (PI595099) and susceptibility (BRS133) parents in Javanica inoculated and non-inoculated treatments is shown. Data were obtained by real-time PCR with primers SOYHSP PSC F and SoyHSP PSC R designed using the program Primer Express® software v20 using the complete sequence of the gene available in GenBank (acceptance number: M11317). .. Quantification was performed using the 2- ΔΔCt method. The gene rRNA 18S was used as a gauge and as a non-inoculated sample. Samples were amplified in three-point measurements in three independent runs using the SYBR method. シスト線虫M.ジャワニカの接種及び非接種の処理における感受性集団256−S、259−S及び266−Sの個体;並びに耐性集団JF7002、JF7027及びJF7056の個体における遺伝子Gmhsp17.6−Lの相対的定量化(x)を示す。GenBankで利用可能な遺伝子(受入番号:M11317)の完全配列を用いて、プログラムPrimer Express(登録商標)ソフトウェアv20を用いて設計されたプライマーSOYHSP PSC FとSoyHSP PSC RによるリアルタイムPCRによってデータを得た。定量化は、2-ΔΔCt法を用いて行った。遺伝子rRNA 18Sは、ゲージとして規定及び非接種試料256−Sとして使用された。試料は、SYBR法を用いた3つの独立した稼働において3点測定において増幅された。Cyst nematode M. Relative quantification of the gene Gmhsp17.6-L in individuals of susceptible populations 256-S, 259-S and 266-S; and resistant populations JF7002, JF7027 and JF7056 in inoculated and non-inoculated treatment of Javanica (x) Is shown. Data were obtained by real-time PCR with primers SOYHSP PSC F and SoyHSP PSC R designed using the program Primer Express® software v20 using the complete sequence of the gene available in GenBank (acceptance number: M11317). .. Quantification was performed using the 2- ΔΔCt method. The gene rRNA 18S was used as a gauge and as a non-inoculated sample 256-S. Samples were amplified in three-point measurements in three independent runs using the SYBR method. 酵素β−グルクロニダーゼをコードするGusレポーター遺伝子、遺伝子Ahas及びプロモーターact2を例示する、プラスミドpAG1の図式的モデルを示す。また、制限マップを示す。A schematic model of plasmid pAG1 illustrating the Gus reporter gene encoding the enzyme β-glucuronidase, the gene Ahas and the promoter act2 is shown. It also shows a limit map. 試験された材料:BRS133、PI595099、256−S、259−S及び266−S、JF7002、JF7027及びJF7056を用いて得られた発現カセットの全ての構築物の、遺伝子Gmhsp17.6−Lのプロモーター領域のPCRを介した増幅を示す。反応は、363pbの断片を増幅するプライマーpSoyHspPSTI FとpSoyHSPBamHI Rを用いて行われ、次にアガロースゲル(1.0%)の電気泳動によって分離した。試料BRS133とJF7056の増幅反応はPCR中に濃縮した。Materials tested: In the promoter region of the gene Gmhsp17.6-L of all constructs of the expression cassette obtained using BRS133, PI595099, 256-S, 259-S and 266-S, JF7002, JF7027 and JF7056. Amplification via PCR is shown. The reaction is a primer pSoyHspPSTI that amplifies a fragment of 363 pb. F and pSoyHSPBamHI It was performed using R and then separated by electrophoresis on an agarose gel (1.0%). The amplification reaction between sample BRS133 and JF7056 was concentrated during PCR. 試験された材料:BRS133、PI595099、256−S、259−S及び266−S、JF7002、JF7027及びJF7056を用いて得られた発現カセットの全ての構築物の、プラスミドpAG1に存在する遺伝子Ahasの部分のPCRを介した増幅を示す。反応は、654pbの断片を増幅するプライマーAhas1 FとAhas2 Rを用いて行われ、次にアガロースゲル(1.0%)の電気泳動によって分離した。Materials tested: Part of the gene Ahas present in plasmid pAG1 of all constructs of expression cassettes obtained using BRS133, PI595099, 256-S, 259-S and 266-S, JF7002, JF7027 and JF7056. Amplification via PCR is shown. The reaction is a primer Ahas1 that amplifies a fragment of 654 pb. F and Ahas2 It was performed using R and then separated by electrophoresis on an agarose gel (1.0%). 試験された材料:BRS133、PI595099、256−S、259−S及び266−S、JF7002、JF7027及びJF7056を用いて得られた発現カセットの全ての構築物の、プラスミドpAG1に存在する末端領域NosのPCRを介した増幅を示す。反応は、200pbの断片を増幅するプライマーNos1 FとNos3 Rを用いて行われ、次にアガロースゲル(1.0%)の電気泳動によって分離した。Materials tested: PCR of terminal region Nos present in plasmid pAG1 of all constructs of expression cassettes obtained using BRS133, PI595099, 256-S, 259-S and 266-S, JF7002, JF7027 and JF7056. Shows amplification via. The reaction is primer Nos1 which amplifies a fragment of 200 pb. F and Nos3 It was performed using R and then separated by electrophoresis on an agarose gel (1.0%). 非生物的ストレス及び生物的ストレスの試験プラークの構造を例示する図式的モデルを示し、それに、異なる発現カセットで形質転換された、シスト線虫、BRS133及びピンタド(Pintado)(斑点)に感受性である品種の大豆胚を与えた。CN−負の対照、形質転換されていない胚;CP−正の対照、プラスミドpAG1で形質転換された胚;S−感受性親起源のプロモーター領域を用いて構築された発現カセットで形質転換された胚、pAG1/プロモーターGmHSP BRS133;R−耐性集団の個体起源のプロモーター領域を用いて構築された発現カセットで形質転換された胚、pAG2/プロモーター領域GmHSP JF7027。Shows a schematic model exemplifying the structure of abiotic and biological stress test plaques, to which they are sensitive to cyst nematodes, BRS133 and Pintado (spots) transformed with different expression cassettes. The varieties of soybean embryos were fed. CN-negative control, untransformed embryo; CP-positive control, plasmid pAG1-transformed embryo; embryo transformed with an expression cassette constructed using a promoter region of S-sensitive parental origin , PAG1 / promoter GmHSP BRS133; embryos transformed with an expression cassette constructed using promoter regions of individual origin in the R-resistant population, pAG2 / promoter region GmHSP JF7027. シスト線虫ジャワニカに感受性であり、発現カセットpAG1/プロモーターGmHsp BRS133とpAG1/プロモーターGmhsp JF7027を用いてバイオバリティクス(biobalistics)によって形質転換され、2時間、4時間及び24時間、25℃の温度で熱ストレスに供された大豆の品種BRS133とピンタド(斑点)の胚で行った組織化学的試験を示す。青色ドットは陽性反応を指示する。CN−負の対照、形質転換されていない胚;CP−正の対照、プラスミドpAG1で形質転換された胚;S−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp BRS133で形質転換された感受性胚;R−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp JF7027で形質転換された耐性胚。Sensitive to cyst nematode Javanica, expression cassette pAG1 / promoter GmHsp BRS133 and pAG1 / promoter Gmhsp Tissues of soybean varieties BRS133 and pintado embryos transformed with biovaritics using JF7027 and subjected to heat stress at temperatures of 25 ° C. for 2 hours, 4 hours and 24 hours. The chemical test is shown. Blue dots indicate a positive reaction. CN-negative control, untransformed embryo; CP-positive control, embryo transformed with plasmid pAG1; S-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Sensitive embryos transformed with BRS133; R-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Resistant embryos transformed with JF7027. シスト線虫ジャワニカに感受性であり、発現カセットpAG1/プロモーターGmHsp BRS133とpAG1/プロモーターGmhsp JF7027を用いてバイオバリティクスによって形質転換され、2時間、4時間及び24時間、35℃の温度で熱ストレスに供された大豆の品種BRS133とピンタド(斑点)の胚で行った組織化学的試験を示す。青色ドットは陽性反応を指示する。CN−負の対照、形質転換されていない胚;CP−正の対照、プラスミドpAG1で形質転換された胚;S−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp BRS133で形質転換された感受性胚;R−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp JF7027で形質転換された耐性胚。Sensitive to cyst nematode Javanica, expression cassette pAG1 / promoter GmHsp BRS133 and pAG1 / promoter Gmhsp Histochemical studies performed on embryos of the soybean variety BRS133 and pintado (spots) transformed with biovaritics using JF7027 and subjected to heat stress at temperatures of 35 ° C. for 2 hours, 4 hours and 24 hours. Is shown. Blue dots indicate a positive reaction. CN-negative control, untransformed embryo; CP-positive control, embryo transformed with plasmid pAG1; S-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Sensitive embryos transformed with BRS133; R-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Resistant embryos transformed with JF7027. シスト線虫ジャワニカに感受性であり、発現カセットpAG1/プロモーターGmHsp BRS133とpAG1/プロモーターGmhsp JF7027を用いてバイオバリティクスによって形質転換され、2時間、4時間及び24時間、45℃の温度で熱ストレスに供された大豆の品種BRS133とピンタド(斑点)の胚で行った組織化学的試験を示す。青色ドットは陽性反応を指示する。CN−負の対照、形質転換されていない胚;CP−正の対照、プラスミドpAG1で形質転換された胚;S−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp BRS133で形質転換された感受性胚;R−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp JF7027で形質転換された耐性胚。Sensitive to cyst nematode Javanica, expression cassette pAG1 / promoter GmHsp BRS133 and pAG1 / promoter Gmhsp Histochemical tests performed on embryos of the soybean variety BRS133 and pintado (spots) transformed with biovaritics using JF7027 and subjected to heat stress at temperatures of 45 ° C. for 2 hours, 4 hours and 24 hours. Is shown. Blue dots indicate a positive reaction. CN-negative control, untransformed embryo; CP-positive control, embryo transformed with plasmid pAG1; S-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Sensitive embryos transformed with BRS133; R-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Resistant embryos transformed with JF7027. シスト線虫ジャワニカに感受性であり、発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp BRS133とpAG1/プロモーターGmhsp JF7027を用いてバイオバリティクスによって形質転換され、2時間、4時間及び24時間、4℃の温度で熱ストレスに供された大豆の品種BRS133とピンタド(斑点)の胚で行った組織化学的試験を示す。青色ドットは陽性反応を指示する。CN−負の対照、形質転換されていない胚;CP−正の対照、プラスミドpAG1で形質転換された胚;S−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp BRS133で形質転換された感受性胚;R−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp JF7027で形質転換された耐性胚。Sensitive to cyst nematode Javanica, expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp BRS133 and pAG1 / promoter Gmhsp Histochemical tests performed on embryos of soybean variety BRS133 and pintado (spots) transformed by biovaritics using JF7027 and subjected to heat stress at temperatures of 2 hours, 4 hours and 24 hours at 4 ° C. Is shown. Blue dots indicate a positive reaction. CN-negative control, untransformed embryo; CP-positive control, embryo transformed with plasmid pAG1; S-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Sensitive embryos transformed with BRS133; R-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Resistant embryos transformed with JF7027. シスト線虫ジャワニカに感受性であり、発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp BRS133とpAG1/プロモーターGmhsp JF7027を用いてバイオバリティクスによって形質転換され、2時間、4時間及び24時間、15℃の温度で熱ストレスに供された大豆の品種BRS133とピンタド(斑点)の胚で行った組織化学的試験を示す。青色ドットは陽性反応を指示する。CN−負の対照、形質転換されていない胚;CP−正の対照、プラスミドpAG1で形質転換された胚;S−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp BRS133で形質転換された感受性胚;R−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp JF7027で形質転換された耐性胚。Sensitive to cyst nematode Javanica, expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp BRS133 and pAG1 / promoter Gmhsp Histochemical tests performed on embryos of the soybean variety BRS133 and pintado (spots) transformed with biovaritics using JF7027 and subjected to heat stress at temperatures of 15 ° C. for 2 hours, 4 hours and 24 hours. Is shown. Blue dots indicate a positive reaction. CN-negative control, untransformed embryo; CP-positive control, embryo transformed with plasmid pAG1; S-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Sensitive embryos transformed with BRS133; R-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Resistant embryos transformed with JF7027. シスト線虫ジャワニカに感受性であり、発現カセットpAG1/プロモーターGmHsp BRS133とpAG1/プロモーターGmhsp JF7027を用いてバイオバリティクスによって形質転換され、24時間、200mM、400mM濃度のNaCl2の塩に供された大豆の品種BRS133とピンタド(斑点)の胚で行った組織化学的試験を示す。青色ドットは陽性反応を指示する。CN−負の対照、形質転換されていない胚;CP−正の対照、プラスミドpAG1で形質転換された胚;S−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp BRS133で形質転換された感受性胚;R−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp JF7027で形質転換された耐性胚。Sensitive to cyst nematode Javanica, expression cassette pAG1 / promoter GmHsp BRS133 and pAG1 / promoter Gmhsp The histochemical tests performed on embryos of the soybean cultivar BRS133 and pintado (spots) transformed with JF7027 by biovaritics and subjected to a salt of NaCl 2 at 200 mM and 400 mM concentrations for 24 hours are shown. Blue dots indicate a positive reaction. CN-negative control, untransformed embryo; CP-positive control, embryo transformed with plasmid pAG1; S-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Sensitive embryos transformed with BRS133; R-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Resistant embryos transformed with JF7027. シスト線虫ジャワニカに感受性であり、発現カセットpAG1/プロモーターGmHsp BRS133とpAG1/プロモーターGmhsp JF7027を用いてバイオバリティクスによって形質転換され、2時間、4時間及び6時間、温室中で37℃でペーパーフィルターに胚を維持しながら干ばつストレスに供された大豆の品種BRS133とピンタド(斑点)の胚で行った組織化学的試験を示す。青色ドットは陽性反応を指示する。CN−負の対照、形質転換されていない胚;CP−正の対照、プラスミドpAG1で形質転換された胚;S−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp BRS133で形質転換された感受性胚;R−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp JF7027で形質転換された耐性胚。Sensitive to cyst nematode Javanica, expression cassette pAG1 / promoter GmHsp BRS133 and pAG1 / promoter Gmhsp Soybean varieties BRS133 and pintado (spots) transformed by biovaritics using JF7027 and subjected to drought stress while maintaining embryos on paper filters at 37 ° C. in a greenhouse for 2 hours, 4 hours and 6 hours. The histochemical tests performed on the embryos of. Blue dots indicate a positive reaction. CN-negative control, untransformed embryo; CP-positive control, embryo transformed with plasmid pAG1; S-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Sensitive embryos transformed with BRS133; R-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Resistant embryos transformed with JF7027. シスト線虫ジャワニカに感受性であり、発現カセットpAG1/プロモーターGmHsp BRS133とpAG1/プロモーターGmhsp JF7027を用いてバイオバリティクスによって形質転換され、2000〜3000J2/mLの接種のよる生物的ストレスに供された大豆の品種BRS133の胚で行った組織化学的試験を示す。試料は、24時間、48時間及び72時間、病原体と接触し続けた。青色ドットは陽性反応を指示する。CN−負の対照、形質転換されていない胚;CP−正の対照、プラスミドpAG1で形質転換された胚;S−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp BRS133で形質転換された感受性胚;R−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp JF7027で形質転換された耐性胚。Sensitive to cyst nematode Javanica, expression cassette pAG1 / promoter GmHsp BRS133 and pAG1 / promoter Gmhsp Shown is a histochemical study performed on embryos of soybean cultivar BRS133 transformed with biovaritics using JF7027 and subjected to biological stress by inoculation of 2000-3000 J 2 / mL. Samples remained in contact with the pathogen for 24 hours, 48 hours and 72 hours. Blue dots indicate a positive reaction. CN-negative control, untransformed embryo; CP-positive control, embryo transformed with plasmid pAG1; S-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Sensitive embryos transformed with BRS133; R-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Resistant embryos transformed with JF7027. シスト線虫ジャワニカに感受性であり、発現カセットpAG1/プロモーターGmHsp BRS133とpAG1/プロモーターGmhsp JF7027を用いてバイオバリティクスによって形質転換され、2000〜3000J2/mLの接種のよる生物的ストレスに供された大豆の品種ピンタド(斑点)の胚で行った組織化学的試験を示す。試料は、24時間、48時間及び72時間、病原体と接触し続けた。青色ドットは陽性反応を指示する。CN−負の対照、形質転換されていない胚;CP−正の対照、プラスミドpAG1で形質転換された胚;S−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp BRS133で形質転換された感受性胚;R−発現カセットpAG1/プロモーターGmhsp JF7027で形質転換された耐性胚。Sensitive to cyst nematode Javanica, expression cassette pAG1 / promoter GmHsp BRS133 and pAG1 / promoter Gmhsp The histochemical tests performed on embryos of the soybean variety pintado (spots) transformed with biovaritics using JF7027 and subjected to biological stress by inoculation of 2000-3000 J 2 / mL are shown. Samples remained in contact with the pathogen for 24 hours, 48 hours and 72 hours. Blue dots indicate a positive reaction. CN-negative control, untransformed embryo; CP-positive control, embryo transformed with plasmid pAG1; S-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Sensitive embryos transformed with BRS133; R-expression cassette pAG1 / promoter Gmhsp Resistant embryos transformed with JF7027.

本発明は、植物におけるコード配列の発現レベルを調節するためのプロモーターエレメントにおけるAT(n)挿入物の使用に関する。集団における耐性及び感受性の個体のうちで、熱ショックタンパク質(Gmhsp17.6−L)の発現レベルについて比較し、定量的PCRあたりの最大発現レベルは、プロモーター領域における最大AT挿入物を含む個体に存在していた。大豆胚を形質転換するために、GUSタンパク質に融合した異なる数のAT挿入物をとともに、遺伝子のプロモーター領域を含む遺伝子発現カセットを構築した。本発明の実験結果により、ある種の遺伝子の発現レベルは、遺伝子工学的ツールを介して、プロモーター領域内にAT(n)繰り返し塩基を挿入することによって、ある種の制限内で人工的に情報制御(上流)又は下方制御(下流)され得たことが示唆される。したがって、本発明において開発された技術は、AT(n)繰り返し挿入物がプロモーター領域の配列内の特異的な点で挿入されるという条件で、遺伝子の発現レベルの調節を可能にする。 The present invention relates to the use of AT (n) inserts in promoter elements to regulate the expression level of coding sequences in plants. Among resistant and susceptible individuals in the population, the expression levels of heat shock protein (Gmhsp17.6-L) were compared and the maximum expression levels per quantitative PCR were present in individuals containing the maximum AT inserts in the promoter region. Was. To transform soybean embryos, a gene expression cassette containing the promoter region of the gene was constructed with different numbers of AT inserts fused to the GUS protein. According to the experimental results of the present invention, the expression level of certain genes is artificially informed within certain restrictions by inserting AT (n) repeated bases into the promoter region via genetic engineering tools. It is suggested that it could be controlled (upstream) or down (downstream). Therefore, the technique developed in the present invention allows regulation of gene expression levels, provided that AT (n) repeat inserts are inserted at specific points within the sequence of the promoter region.

線虫メロイドギネ・ジャワニカに耐性な大豆遺伝子型の支援された選択における使用のための分子マーカーを特定しようとする従来の研究に基づいて、F結合基のマイクロサテライトマーカーSOYHSP176は、試験された集団について高い有意性を示し、根におけるシストの特徴的数について説明し、表現型バリエーションは43%、記入尺度法でそのバリエーションの70%を示した。このマーカーによって増幅した断片は、感受性個体にのみ存在し、耐性個体では存在しないことを指摘するのは重要である。 Based on previous studies attempting to identify molecular markers for use in the supported selection of nematode meloidgine-jawanica-resistant soybean genotypes, the F-binding microsatellite marker SOYHSP176 was added to the tested population. It was highly significant, explaining the characteristic number of cysts in the roots, showing 43% phenotypic variation and 70% of that variation on the entry scale method. It is important to note that the fragments amplified by this marker are present only in susceptible individuals and not in resistant individuals.

このマーカーを配列決定し、その後、遺伝子バンクに寄託された核酸の他の配列との類似性について探索され、この配列は、低分子量の熱ショックタンパク質(Gmhsp17.6−L)のプロモーター領域と高い相同性を示し、大豆に見出され、GenBank(受入番号:M11317)で寄託された。GenBankで利用可能であるこの遺伝子の完全な配列を用いて、新しいプライマー対は、両方の遺伝子型における断片を増幅するために設計された。 This marker was sequenced and then searched for similarity to other sequences of the nucleic acid deposited in the gene bank, which sequence is high with the promoter region of the low molecular weight heat shock protein (Gmhsp17.6-L). It showed homology, was found in soybeans, and was deposited at GenBank (receipt number: M11317). Using the complete sequence of this gene available in GenBank, a new primer pair was designed to amplify fragments in both genotypes.

このストラテジーは成功し、断片は、感受性個体と耐性個体の両方で得られた。得られた断片の全てをクローニング及び配列決定し、また、遺伝子Gmhsp17.6−Lの同じプロモーター領域と相同性を示した。しかしながら、配列のアラインメントは、感受性植物と比較した場合、耐性植物は、AT(n)繰り返しによって特徴付けられる、マイクロサテライトのより大きな挿入物を遺伝子のプロモーター領域に有していた。このようにして、耐性親PI595099起源の断片は、GenBankで利用可能である遺伝子Gmhsp17.6−Lの配列と比較した場合に、15及び13のATのさらなる繰り返しを示した。他方、感受性親BRS133起源の断片は、GenBankで利用可能である配列よりも6回少ないAT繰り返しを有する。これらの結果は、配列決定もされたこの異種交配に起因した集団の耐性及び感受性の個体について繰り返された。 This strategy was successful and fragments were obtained in both susceptible and resistant individuals. All of the obtained fragments were cloned and sequenced and showed homology to the same promoter region of the gene Gmhsp17.6-L. However, sequence alignment, when compared to susceptible plants, resistant plants had larger inserts of microsatellite in the promoter region of the gene, characterized by AT (n) repetition. In this way, fragments of resistant parent PI595099 origin showed further repetition of ATs 15 and 13 when compared to the sequence of gene Gmhsp17.6-L available in GenBank. On the other hand, the fragment of susceptibility parent BRS133 origin has 6 fewer AT repetitions than the sequences available in GenBank. These results were repeated for resistant and susceptible individuals in the population resulting from this crossbreed, which was also sequenced.

また、アラインメントは、増幅された断片の全ては、マイクロサテライトマーカーSOYHSP176のプライマーに相補的な配列を有することを示した。これを達成した場合、次に以下の疑問が生じる:マイクロサテライトプライマーのアニーリング領域が高い確立で存在するとしても、増幅が初期に耐性な植物に生じなかったのか?1つの可能性は、例えばヘアーピンなどのある種の三次構造の形成を与える、耐性個体においてより多数のAT繰り返しであり、その結果、DNAポリメラーゼを増幅プロセス中にプライマーがアニーリングすることを困難にし、結論として、これらの植物においてアンプリコンの形成を阻害したのであろう。 Alignment also showed that all of the amplified fragments had sequences complementary to the primers of the microsatellite marker SOYHSP176. If this is achieved, the next question arises: did amplification not occur in early tolerant plants, even if the annealing regions of the microsatellite primers were present with a high probability? One possibility is more AT repetitions in resistant individuals, which gives the formation of certain tertiary structures, such as hairpins, making it difficult for primers to annealing DNA polymerase during the amplification process. In conclusion, they may have inhibited the formation of amplicon in these plants.

この遺伝子のプロモーター領域内のマイクロサテライトの挿入は、これらの個体においてのみマーカーSOYHSP176が増幅したことから、感受性植物においてそれを非活性化すると考えられた。しかしながら、研究は、全ての試料はマイクロサテライトの挿入を示したことを表し、おそらくは、それは線虫に対する大豆の応答において干渉している可能性があるプロモーター領域内にAT繰り返し数である。遺伝子のプロモーター領域への繰り返し配列のより多くの又はより少ない挿入の存在が、このプロモーターによって調節されるタンパク質を非活性化し、活性化し、又はその発現レベルを変更する場合がある。 Insertion of microsatellite within the promoter region of this gene was thought to deactivate it in susceptible plants, as the marker SOYHSP176 was amplified only in these individuals. However, studies show that all samples showed insertion of microsatellite, which is probably the number of AT repeats within the promoter region that may interfere with the soybean response to C. elegans. The presence of more or less repetitive sequences into the promoter region of a gene may inactivate, activate, or alter its expression level the protein regulated by this promoter.

文献によると、熱ショックタンパク質の遺伝子発現の調節において繰り返しされるこれらのAT−エレメントの主な機能の1つは、転写開始部位へのRNAポリメラーゼのアクセスを促進することであり、さらに、転写の誘導に関与する、熱ショックタンパク質の結合を促進するためにヒストンを排除することである。文献によれば、熱ショックタンパク質は、細胞内で分子シェペロンとして作用し、新生ポリペプチド鎖を確立し、それらの正しいフォールディングを支援し、タンパク質及び/又は変性した膜を再確立し、さらにシグナル伝達において重要な役割を果たす。 According to the literature, one of the main functions of these AT-elements, which are repeated in the regulation of heat shock protein gene expression, is to facilitate access of RNA polymerase to the transcription start site, and in addition, to transcription. Eliminating histones to promote the binding of heat shock proteins involved in induction. According to the literature, heat shock proteins act as molecular sheperons in the cell to establish nascent polypeptide chains, assist in their correct folding, reestablish proteins and / or denatured membranes, and further signal transduction. Plays an important role in.

したがって、遺伝子Gmhsp17.6−Lのプロモーター領域への挿入の長さがM.ジャワニカによって影響される耐性及び感受性個体におけるタンパク質Gmhsp17.6−Lの発現レベルを変更するという仮説を調べるために、リボヌクレアーゼ保護アッセイを使用した。結果は、全ての個体は、耐性である又は感受性であるかに関係なく、そして、処置に関わらず、線虫を接種されるか又はされないかに関係なく、タンパク質を発現することを示した。遺伝子制御におけるAT配列の生物学的機能、及びプロモーター内の繰り返し数に関する個体間に存在する差異により、リボヌクレアーゼ保護アッセイは、異なる個体において遺伝子Gmhsp17.6−Lの発現鎖を示すと考えられたが、なお、その結果は、理論的には、線虫による感染に応答して、この遺伝子の発現に差異がないことを示し、少なくとも使用された技術によって検出可能なレベルではなかった。 Therefore, the length of insertion of the gene Gmhsp17.6-L into the promoter region is M.I. A ribonuclease protection assay was used to investigate the hypothesis of altering the expression level of the protein Gmhsp17.6-L in resistant and susceptible individuals affected by Javanica. The results showed that all individuals expressed the protein regardless of resistance or susceptibility, and regardless of treatment, with or without nematode inoculation. Due to the biological function of the AT sequence in gene regulation and the differences that exist between individuals regarding the number of repetitions within the promoter, the ribonuclease protection assay was thought to show the expression chain of the gene Gmhsp17.6-L in different individuals. Note that the results, in theory, showed that there was no difference in the expression of this gene in response to infection by nematodes, at least not at detectable levels by the techniques used.

これらの結果を確認する試みにおいて、新たな研究は、遺伝子発現レベルを定量するための正確かつ精密な技術であるリアルタイムPCR(RT−PCR)を用いて案出された。親BRS133(感受性)及びPI595099(耐性)、さらに、この異種交配に由来する感受性集団の個体(256−S、259−S及び266−S)並びに耐性集団の個体(JF7002、JF7027及びJF7056)に線虫を接種した。メロイドギネ・ジャワニカで接種された及び接種されていない処置の根は、RNAの抽出に回収され、全cDNA合成は、その後、相対的定量のためのRT−PCR反応に使用された。 In an attempt to confirm these results, a new study was devised using real-time PCR (RT-PCR), an accurate and precise technique for quantifying gene expression levels. Lines to parent BRS133 (susceptibility) and PI595099 (tolerance), as well as individuals in the susceptible population (256-S, 259-S and 266-S) and individuals in the resistant population (JF7002, JF7027 and JF7056) from this crossbreeding. Inoculated with insects. Roots of treatments inoculated and uninoculated with Meloid Gine Javanica were recovered for RNA extraction and total cDNA synthesis was then used in the RT-PCR reaction for relative quantification.

結果は、全ての耐性の親個体PI595099、その集団のJF7002、JF7027及びJF7056は、シスト線虫で接種処理された遺伝子Gmhsp17.6−Lのより高い発現を提示することが示された。この集団のこれらの個体は、配列決定において、遺伝子のプロモーター領域内のより高いAT(n)繰り返しを示したのと同じである。我々の仮説は、線虫によって感染させた場合、細胞内のシャペロンの機能を有するその転写を活性化する、耐性植物の遺伝子Gmhsp17.6−LのプロモーターのATリッチ領域と相互作用するある種の因子を生成するということである。AT領域などの因子の相互作用に感受性のある植物において、それはこのような激しいやり方で生じなく、これは、タンパク質Gmhsp17.6−Lの発現レベルが線虫に感受性のある植物においてより低いことを意味する。 The results showed that all resistant parental individuals PI595099, the populations JF7002, JF7027 and JF7056, exhibited higher expression of the gene Gmhsp17.6-L inoculated with cyst nematodes. These individuals in this population are the same as showing higher AT (n) repetitions within the promoter region of the gene in sequencing. Our hypothesis is that when infected by C. elegans, certain types that interact with the AT-rich region of the promoter of the resistant plant gene Gmhsp17.6-L, which activates its transcription with intracellular chaperone function. It is to generate a factor. In plants sensitive to the interaction of factors such as the AT region, it does not occur in such a violent manner, which indicates that the expression level of the protein Gmhsp17.6-L is lower in plants sensitive to nematodes. means.

本発明の技術を通じて、プロモーター領域の特定の点における異なるサイズのAT挿入物を含む、異なる遺伝子の発現レベルを制御することが可能となる。また、AT挿入のサイズに比例して、プロモーター領域に存在する、遺伝子を過剰発現又は低発現するGM植物を開発することが可能となる。 Through the techniques of the present invention, it is possible to control the expression levels of different genes, including AT inserts of different sizes at specific points in the promoter region. It also makes it possible to develop GM plants that overexpress or underexpress genes that are present in the promoter region in proportion to the size of AT insertion.

生物材料
構築物は、根こぶ(gall)線虫であるメロイドギネ・ジャワニカ(Meloidogyne javanica)にそれぞれ耐性であり、影響を受けやすい大豆遺伝子型の親PI595099及びBRS133を用いて生じさせた。この高配から、F4世代において、感受性集団の個体256−S、259−S及び266−S、並びに耐性集団である個体JF7002、JF7027及びJF7056を選択し、本試験に用いた。
The biomaterial construct was generated using the parent PI595099 and BRS133 of the soybean genotype, which are resistant and susceptible to the root-knot nematode Meloidogyne javanica, respectively. From this high distribution, individuals 256-S, 259-S and 266-S in the sensitive population and individuals JF7002, JF7027 and JF7056 in the resistant population were selected in the F4 generation and used in this test.

また、線虫に感受性である品種ピンタド(Pintado)は、異なる試料から構築され、遺伝子Gmhsp17.6−L(GenBank受入番号:M11317)のプロモーター領域における異なるAT(n)を含む発現カセットを用いて大豆胚の形質転換工程において、粒子衝突を介して用いられた。 Also, sensitive and is cultivar Pintado (Pintado) The nematodes are constructed from different samples, genes Gmhsp17.6-L (GenBank accession number: M11317) with an expression cassette comprising different AT (n) is in the promoter region of the It was used via particle collision in the soybean embryo transformation step.

実施例1:プロモーター及び完全遺伝子の単離及び特徴付け
マイクロサテライトマーカーSOYHSP176プライマーを用いて感受性材料の増幅断片の初期配列決定から得た遺伝子Gmhsp17.6−Lの完全配列を用いて、初期に、感受性遺伝子型だけがマイクロサテライトマーカーSOYHSP176を増幅したことを考慮して、分析中の全ての遺伝子型におけるバンドを得るために、新規なプライマーセットを設計した(図1)。
Example 1: Isolation and characterization of the promoter and complete gene Initially, using the complete sequence of the gene Gmhsp17.6-L obtained from the initial sequencing of the amplified fragment of the sensitive material using the microsatellite marker SOYHSP176 primer. Given that only sensitive genotypes amplified the microsatellite marker SOYHSP176, a novel primer set was designed to obtain bands for all genotypes under analysis (FIG. 1).

プライマー(pSoyHsp AleI F 5’CAC CGC GGT G GAA TTC TGA AAT TGG GTC TTT TTG3’;pSoyHsp NcoI R 5’CCA TGG AAT GGG GAC ACT CGA GGT ATT3’)は、遺伝子Gmhsp17.6−Lのプロモーター領域の開始において合成され、後のクローニング用に制限部位を付した。図2は、GenBankで利用可能である遺伝子Gmhsp17.6−Lの配列におけるプライマーアニーリング部位を示す。 Primer (pSoyHsp Alle I F 5'CAC CGC GGT G GAA TTC TGA AAT TGG GTC TTT TTG3'; pSoyHsp NcoIR 5'CCA TGG AAT GGG GAC ACT CGA GGT ATT3') was synthesized at the initiation of the promoter region of the gene Gmhsp17.6-L and labeled for later cloning. FIG. 2 shows the primer annealing site in the sequence of the gene Gmhsp17.6-L available in GenBank.

より新しいプライマーセット(pSoyHSP PstI F 5’GGG CTG CAG GAA TTC TGA AAT TGG GTC TTT TTG3’;SoyHSPCL R 5’CCC CCC GGG TTA ACC AGA GAT TTC TAT AGC CT3’)を設計し、これは、コード領域のプロモーターの開始から終止コドンまでの全遺伝子を増幅し、根こぶ線虫であるM.javanicaに感受性である遺伝子型と耐性である遺伝子型との間のプロモーター良識のAT(n)挿入物以外に、遺伝子配列における他の相違の存在を確認するためであった。図3は、完全な遺伝子を増幅し、配列決定するために設計された、GenBankで利用可能である、遺伝子Gmhsp17.6−Lの配列におけるプライマーアニーリング部位を示す。 Newer primer set (pSoyHSP) PstI F 5'GGG CTG CAG GAA TTC TGA AAT TGG GTC TTT TTG3'; SoyHSPCL R 5'CCC CCC GGG TTA ACC AGA GAT TTC TAT AGC CT3') was designed, which amplifies all genes from the start to the stop codon of the promoter in the coding region, and is a root-knot nematode. This was to confirm the presence of other differences in the gene sequence, other than the promoter-sensible AT (n) insert between genotypes that are sensitive and resistant to javanica. FIG. 3 shows the primer annealing sites in the sequence of the gene Gmhsp17.6-L, available in GenBank, designed to amplify and sequence the complete gene.

種子由来のゲノムDNAを全ての分析された試料から抽出した。各々の分析した試料からの約50mgの種子は、カミソリの刃で薄片にスライスし、1.5mLマイクロチューブに回収し、300μLの抽出緩衝液を添加した。材料を粉砕し、さらに700μLの抽出緩衝液を添加した。以下の表に示されたプロトコールに従って抽出緩衝液を調製した:
表1:ゲノムDNA抽出緩衝液の調製に使用された試薬:
Genomic DNA from seeds was extracted from all analyzed samples. Approximately 50 mg of seeds from each analyzed sample were sliced into flakes with a razor blade, collected in 1.5 mL microtubes and added 300 μL of extraction buffer. The material was ground and an additional 700 μL of extraction buffer was added. Extraction buffers were prepared according to the protocols shown in the table below:
Table 1: Reagents used to prepare genomic DNA extraction buffer:

Figure 0006947533
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30秒〜1分間、ボルテックスを用いて溶液をホモジナイズし、4分間、16,000×gで室温にて遠心分離した。懸濁液を新しい1.5mLチューブに移し、前回と同じ条件で新たに遠心分離工程に提供し、新しい1.5mLチューブに移した。 The solution was homogenized using vortex for 30 seconds to 1 minute and centrifuged at 16,000 xg for 4 minutes at room temperature. The suspension was transferred to a new 1.5 mL tube, provided for a new centrifugation step under the same conditions as last time, and transferred to a new 1.5 mL tube.

タンパク質を排除するために、0.1mgのプロテイナーゼKと0.01mMのCaCl2を試料に添加し、水浴中で37℃にて90分間インキュベートした。900μLの冷イソプロパノールを添加し、2分間インキュベーション後、7分間、16,000×gで遠心分離を行った。上清を捨て、ペレットを90分間乾燥させた。40μg/μLのRNase Aを含む300μLのTE緩衝液(Tris−HCl 1M、pH8.0、EDTA 0.5M、pH8.0)にペレットを再懸濁させ、RNAを排除するために、もう一度、水浴中で37℃にて90分間、試料をインキュベートした。次に、新たに沈殿工程を行い、最終的に、DNAペレットを300μLのTE緩衝液に再懸濁させ、分光偏光計を用いて定量し、その質及び完全性を0.8%アガロースゲルにおいて確認した。 To eliminate protein, 0.1 mg of Proteinase K and 0.01 mM CaCl 2 were added to the sample and incubated in a water bath at 37 ° C. for 90 minutes. 900 μL of cold isopropanol was added, and after incubation for 2 minutes, centrifugation was performed at 16,000 × g for 7 minutes. The supernatant was discarded and the pellet was dried for 90 minutes. Resuspend the pellet in 300 μL TE buffer (Tris-HCl 1M, pH 8.0, EDTA 0.5M, pH 8.0) containing 40 μg / μL RNase A and bathe again to eliminate RNA. Samples were incubated in 37 ° C. for 90 minutes. A new precipitation step is then performed, and finally the DNA pellet is resuspended in 300 μL TE buffer and quantified using a spectropolarizer to determine its quality and completeness on a 0.8% agarose gel. confirmed.

全ての耐性試料及び感受性試料から、プロモーター領域と完全遺伝子配列を増幅するために、PCR反応をPerkin Elmer 9600サーモサイクラーを用いて行い、30ngの鋳型DNA、10×反応緩衝液(100mMのTris−HCl pH8.3、500mMのKCl、及び400μLの超純水)、1.5mMのMgCl2、1.3mMのdNTP、1UのTaq DNAポリメラーゼ、及び5μMの各FとRプライマーから構成され、超純水を用いて最終体積を10μLにして完了した。 To amplify the promoter region and complete gene sequence from all resistant and susceptible samples, a PCR reaction was performed using a Perkin Elmer 9600 thermocycler with 30 ng of template DNA, 10 × reaction buffer (100 mM Tris-HCl). It is composed of pH 8.3, 500 mM KCl, and 400 μL of ultrapure water), 1.5 mM MgCl2, 1.3 mM dNTP, 1 U of Taq DNA polymerase, and 5 μM of each F and R primer. It was completed with a final volume of 10 μL.

DNA試料を増幅するために使用した熱サイクルプログラムは、以下のように構成される:94℃で7分間の初期変性段階、続く、94℃で1分間の変性、60℃で1分間のアニーリング、及び72℃で2分間の伸長の30サイクル。72℃で7分間のサイクルを最終に行った。増幅生成物を1%アガロースゲルで分離し、1×TBE緩衝液(108g Tris塩基、55gボロン酸、40mLのEDTA 0.5M pH8.0、及び蒸留水、最終体積を1Lとして完了する)を用いて調製され、エチジウムブロマイド(10mg/mL)で染色した。Kodak Digital DC290システムを用いてイメージを得た。 The thermodynamic cycle program used to amplify the DNA sample consists of: an initial denaturation step at 94 ° C. for 7 minutes, followed by denaturation at 94 ° C. for 1 minute, annealing at 60 ° C. for 1 minute, And 30 cycles of elongation for 2 minutes at 72 ° C. The final cycle was performed at 72 ° C. for 7 minutes. The amplification product is separated on a 1% agarose gel and used with 1 × TBE buffer (108 g Tris base, 55 g boronic acid, 40 mL EDTA 0.5M pH 8.0, and distilled water, complete with a final volume of 1 L). And stained with ethidium bromide (10 mg / mL). Images were obtained using the Kodak Digital DC290 system.

増幅した断片(図4及び5)は、PureLink(商標)Quick Gel Extraction(Invitrogen)キットを用いて、製造業者の使用説明書に従って抽出された。DNAを精製後、−20℃にて保存した。次に、DNAを定量し、断片とプラスミドベクターとの間の連結反応をTOPO(登録商標)TAクローニングキット(Invitrogen)を用いて行った。連結反応は以下の構成であった:2μL超純水;1μL塩溶液(7μLの塩溶液の希釈:21μLの超純水);1μLのTOPO(登録商標)ベクター及び2μL(約10ng)の精製バンド。試料を室温にて5分間インキュベートした。 Amplified fragments (FIGS. 4 and 5) were extracted using the PureLink ™ Quick Gel Extension (Invitrogen) kit according to the manufacturer's instructions. After purifying the DNA, it was stored at −20 ° C. Next, the DNA was quantified and the ligation reaction between the fragment and the plasmid vector was performed using TOPO® TA cloning kit (Invitrogen). The ligation reaction consisted of: 2 μL ultrapure water; 1 μL salt solution (dilution of 7 μL salt solution: 21 μL ultrapure water); 1 μL TOPO® vector and 2 μL (about 10 ng) purified band. .. Samples were incubated at room temperature for 5 minutes.

得られたベクターは、エレクトロポレーションを通じて、大腸菌(DH10B菌株)細胞形質転換のために使用された。エレクトロコンピテント細胞を調製し、グリセロールストックからプレートストリーキングを通じて単離されたコロニーを得た。次に、5個の単一コロニーは、一晩、10mLのLB培地−Luria Bertani(1Lの蒸留水に対して、トリプトファン、酵母エキス及びNaOHの20g混合物)中で37℃にて200rpmで培養された(プレ接種)5mLのプレ接種は、OD500が0.5〜0.7に到達するまで、37℃にて300rpm回転した500mLのLB培地に添加された。この期間後、氷上で20分間、細胞をインキュベートし、無菌状態で、氷で予め冷やした250mL遠沈管に移した。4,278×gで15分間、4℃での遠心分離工程を行い、上清を捨て、ペレットを冷却した10%グリセロールの500mL中に再懸濁させた。同じ条件下で新たに遠心分離を行い、上清を捨て、ペレットを冷却した10%グリセロールの250mLに再懸濁させた。もう一度、遠心分離工程を行い、ペレットを冷却した10%グリセロールの20mLに再懸濁させた。溶液を50mLの滅菌チューブに移し、3997×gで15分間、4℃にて遠心分離を行った。最終行程として、ペレットを冷却した10%グリセロールの1mL〜2mLに再懸濁させた。エレクトロコンピテント細胞を500μLのマイクロチューブに分注し、−80℃の冷凍庫で保存した。 The resulting vector was used for E. coli (DH10B strain) cell transformation through electroporation. Electrocompetent cells were prepared and colonies isolated from glycerol stocks were obtained through plate streaking. The five single colonies were then cultured overnight at 37 ° C. at 200 rpm in 10 mL of LB medium-Luria Bertani (a 20 g mixture of tryptophan, yeast extract and NaOH in 1 L of distilled water). (Pre-inoculation) 5 mL of pre-inoculation was added to 500 mL of LB medium rotated 300 rpm at 37 ° C. until OD500 reached 0.5-0.7. After this period, cells were incubated on ice for 20 minutes and transferred to a 250 mL centrifuge tube pre-chilled with ice in a sterile condition. Centrifugation at 4,278 xg for 15 minutes at 4 ° C. was performed, the supernatant was discarded and the pellet was resuspended in 500 mL of chilled 10% glycerol. New centrifugation was performed under the same conditions, the supernatant was discarded and the pellet was resuspended in 250 mL of chilled 10% glycerol. Centrifugation was performed again and the pellet was resuspended in 20 mL of chilled 10% glycerol. The solution was transferred to a 50 mL sterile tube and centrifuged at 3997 xg for 15 minutes at 4 ° C. As a final step, the pellet was resuspended in 1 mL-2 mL of chilled 10% glycerol. Electrocompetent cells were dispensed into 500 μL microtubes and stored in a -80 ° C freezer.

2.5kV、25μFに設定したMicroPulser(BioRad)エレクトロポレーター、及び200又は400オームに設定したパルスコントローラーでエレクトロポレーションを行った。2μLの連結反応物及び100μLのエレクトロコンピテント細胞を用いた。細胞救出は、15mLの滅菌Falconチューブにおいて、1mLのSOC培地 (0.5g酵母エキス、2gトリプトファン、10mMのNaCl、2.5mMのKCl、10mMのMgCl2、10mMのMgSO4、20mMグルコース、及び96mMの蒸留水)中の細菌懸濁液を培養し、37℃にて1時間200rpmでインキュベートすることによって得られた。この期間後、300μLのエレクトロポレーションした細胞は、アンピシリン(100μg/30mL)を補足し、IPTG/X−Gal(50μlのIPTG−イソプロピル−β−チオガラクトピラノシド0.1M、及び10μLのX−Gal− −ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−β−D−ガラクトシド(50mg/mL)/プレート)を含む固体LB培地に播種した。プレートを37℃にて、一晩、コロニー増殖のためにインキュベートした。組換えコロニーの選択はlacZシステムを用いて行い、組換えコロニーは、白いコロニーを示し、非組換えコロニーは青いコロニーを示す。これは、lacZ遺伝子産物と基質(X−Gal)との反応の得られる生産物に起因している。 Electroporation was performed with a MicroPulser (BioRad) electroporator set to 2.5 kV, 25 μF and a pulse controller set to 200 or 400 ohms. 2 μL of ligation reactants and 100 μL of electrocompetent cells were used. Cell rescue in 15 mL sterile Falcon tubing, 1 mL SOC medium (0.5 g yeast extract, 2 g tryptophan, 10 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 10 mM MgCl 2 , 10 mM sulfonyl 4 , 20 mM glucose, and 96 mM. The bacterial suspension in distilled water) was cultured and incubated at 37 ° C. for 1 hour at 200 rpm. After this period, 300 μL of electroporated cells supplemented ampicillin (100 μg / 30 mL) with IPTG / X-Gal (50 μl of IPTG-isopropyl-β-thiogalactopyranoside 0.1 M, and 10 μL of X. It was seeded in solid LB medium containing −Gal−−bromo-4-chloro-3-indrill-β-D-galactoside (50 mg / mL) / plate). The plates were incubated at 37 ° C. overnight for colony growth. Recombination colonies are selected using the lacZ system, with recombinant colonies showing white colonies and non-recombinant colonies showing blue colonies. This is due to the resulting product of the reaction of the lacZ gene product with the substrate (X-Gal).

次に、断片のクローニング及びサイズを確認するために、プラスミドDNA抽出物は、1mLのCG培地−サイクルグロー(100mLの水に対して4gの市販混合物)及び100μL/mLのアンピシリン(50mLのCG培地に対して50μLのアンピシリン(100mg/mL))を含む、96ウェルマイクロプレート中に単一の白色コロニーの接種によって実施された。プレートを密封し、37℃にて320rpmで22時間、材料をインキュベートした。 Next, to confirm the cloning and size of the fragments, the plasmid DNA extracts were 1 mL CG medium-cycle glow (4 g commercial mixture to 100 mL water) and 100 μL / mL ampicillin (50 mL CG medium). It was performed by inoculation of a single white colony in 96-well microplates containing 50 μL of ampicillin (100 mg / mL). The plate was sealed and the material was incubated at 37 ° C. at 320 rpm for 22 hours.

プラスミド抽出を進める前に、成長細菌の永続培養を得て、一晩増殖させたCG培地75mlと50%無菌グリセロールを滅菌プレートに含む。この培養物を−80℃で超冷凍庫にて保存し、ストックとした。 Prior to proceeding with plasmid extraction, a permanent culture of growing bacteria was obtained and 75 ml of overnight grown CG medium and 50% sterile glycerol were contained in a sterile plate. This culture was stored in a super freezer at −80 ° C. and used as a stock.

ミニプレップを続行し、細胞の堆積物を得るために、マイクロプレートを6分間、1,310×g、10℃で遠心分離した。上清を捨て、吸収ペーパー上にプレートを素早く逆さにした。次に、200μLのGET(20%グルコース、0.5M EDTA pH8.0、1M Tris−HCl pH7.4及び500mLに満たすための水)を各植えるに添加し、プレートを密封し、2分間、ボルテックスを用いて激しく振とうし、細胞を再懸濁させた。新たに9分間、1,310×g、10℃の遠心分離を行い、上清を捨て、吸収ペーパー上にプレートを素早く逆さにし、乾燥させた。 The miniprep was continued and the microplates were centrifuged for 6 minutes at 1,310 xg, 10 ° C. to obtain cell deposits. The supernatant was discarded and the plate was quickly inverted on absorbent paper. Next, 200 μL of GET (20% glucose, 0.5 M EDTA pH 8.0, 1 M Tris-HCl pH 7.4 and water to fill 500 mL) was added to each plant, the plate was sealed and vortexed for 2 minutes. The cells were resuspended by vigorously shaking with. A fresh centrifuge at 1,310 xg, 10 ° C. was performed for 9 minutes, the supernatant was discarded, and the plate was quickly inverted on absorbent paper and dried.

RNase A(10mg/mL)を含む65μLのGETをマイクロプレートの各ウェルに添加した。全ての材料は、ボルテックスを用いて再懸濁させ、「U」底のプレートに移した。次に、各ウェルに65μLのNaOH 0.2N/SDS 1%(0.5mL NaOH 4M+1mL SDS 10%+超純水、10mLの体積になるようにする)を添加した。この溶液は、使用される工程の直前に調製された。プレートを密封し;材料を5〜10分間の反転により混合し、10分間室温にてインキュベートした。接着シールに溶液が残らなくなるまで、数秒の迅速遠心分離を行った。 65 μL of GET containing RNase A (10 mg / mL) was added to each well of the microplate. All material was resuspended using vortex and transferred to a "U" bottom plate. Next, 65 μL of NaOH 0.2N / SDS 1% (0.5 mL NaOH 4M + 1 mL SDS 10% + ultrapure water, 10 mL volume) was added to each well. This solution was prepared just prior to the step in which it was used. The plates were sealed; the materials were mixed by inversion for 5-10 minutes and incubated for 10 minutes at room temperature. Rapid centrifugation was performed for a few seconds until no solution remained on the adhesive seal.

各ウェルに、4℃で保存した3M酢酸カリウム(KOAc)60mLを添加し、プレートを密封し、材料を10回反転することによって混合し、10分間のインキュベートを氷上で行った。15分間、1,310×g、4℃の遠心分離工程を行い、80μLの上清をMillipore(登録商標)(MAGV N22)プレートに移し、250μLの「V」底ポリプロピレン製マイクロプレートの上部に予め固定した。プレートを5分間、1,310×g、4℃にて遠心分離し、又は全容積が底プレート(V底)に移されるまで行われた。Millipore(登録商標)プレートを取り出し、捨て、「V」底プレートに移されるろ過された溶液に80μLのイソプロパノールを添加した。 To each well, 60 mL of 3M potassium acetate (KOAc) stored at 4 ° C. was added, the plates were sealed, the materials were mixed by inversion 10 times and the incubation for 10 minutes was performed on ice. Centrifuge at 1,310 xg, 4 ° C. for 15 minutes, transfer 80 μL of supernatant to a Millipore® (MAGV N22) plate and preliminarily on top of a 250 μL “V” bottom polypropylene microplate. Fixed. The plate was centrifuged for 5 minutes at 1,310 xg, 4 ° C., or until the entire volume was transferred to the bottom plate (V bottom). The Millipore® plate was removed, discarded and 80 μL of isopropanol was added to the filtered solution transferred to the “V” bottom plate.

「V」底プレートをアルコール耐性接着剤を用いて密封し、材料を反転して混合した。45分、1,310×g、4℃の遠心分離工程を行い、上清をプレートを反転することによって捨て、150μLの冷70%エタノールを各試料に添加した。プレートを再度、5分間、1,310×g、4℃にて遠心分離し、上清を捨てた後、吸収ペーパー上にプレートを反転させ、素早く82×g、4℃でスピンダウンした。プレートをペーパータオルで覆い、60分間室温にて乾燥させ、最終的には、DNAを30μLの超純水に再懸濁させた。プレートを密封し、プラスミドDNAの完全な溶出のために室温にて一晩インキュベートした。この期間の経過後、プラスミドDNAを含むプレートを−20℃の冷凍庫に保存した。 The "V" bottom plate was sealed with an alcohol resistant adhesive and the materials were inverted and mixed. Centrifugation at 1,310 × g, 4 ° C. was performed for 45 minutes, the supernatant was discarded by inverting the plate, and 150 μL of cold 70% ethanol was added to each sample. The plate was again centrifuged for 5 minutes at 1,310 xg, 4 ° C., the supernatant was discarded, then the plate was inverted on absorbent paper and quickly spun down at 82 xg, 4 ° C. The plate was covered with a paper towel, dried at room temperature for 60 minutes, and finally the DNA was resuspended in 30 μL of ultrapure water. The plates were sealed and incubated overnight at room temperature for complete elution of plasmid DNA. After this period of time, the plate containing the plasmid DNA was stored in a freezer at −20 ° C.

試料は、配列決定のために調製される前に、挿入物の存在及びそのサイズを確認するために、制限酵素を用いて消化反応に供された。消化反応物は、1.5μLの試薬3酵素緩衝液;0.5μLのEcoRI(10U/μL);5μLのプラスミドDNA(約10ng)及び8μLの超純水から構成させ、37℃で2時間インキュベートした。この期間の経過後、反応物のアリコートを1%アガロースゲル電気泳動に供した。 Samples were subjected to digestion reactions with restriction enzymes to confirm the presence and size of inserts before being prepared for sequencing. The digestion reaction is composed of 1.5 μL of reagent 3 enzyme buffer; 0.5 μL of EcoRI (10 U / μL); 5 μL of plasmid DNA (about 10 ng) and 8 μL of ultrapure water, and is incubated at 37 ° C. for 2 hours. bottom. After this period of time, the aliquots of the reactants were subjected to 1% agarose gel electrophoresis.

断片は、ABI Prism 3100(Appied Biosystems)キャピラリーシークエンサーによって配列決定され、この場合、DNA二本鎖の両配向に基づいて、ABI Prism BigDyeターミネーターサイクルシークエンシング(Applied Biosystem)キットを使用し、異なる反応物と異なる配列決定実験、M13R及びFプライマーを用いた。配列決定反応は、各試料から1.5μLのDNAをプレート上に置き、以下の表に記載のプロトコールに従って調製した反応混合物の8.5μLを用いた。 Fragments are sequenced by an ABI Prism 3100 (Applied Biosystems) capillary sequencer, in which case an ABI Prism BigDye terminator cycle sequencing (Applied Biosystems) kit is used based on both DNA double-stranded orientations. Different sequencing experiments, M13R and F primers were used. For the sequencing reaction, 1.5 μL of DNA from each sample was placed on the plate and 8.5 μL of the reaction mixture prepared according to the protocols listed in the table below was used.

表2:配列決定反応のために使用した反応混合物の調製に用いた試薬 Table 2: Reagents used to prepare the reaction mixture used for the sequencing reaction

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配列決定反応は、Applied Biosystemサーモサイクラーを以下の条件で行った:96℃で2分間;96℃で15秒間、50℃で15秒間、及び60℃で4分間の30サイクル。最終的に、DNA沈殿のための反応は、各試料に75%のイソプロパノールを80μL添加して行い、次に、15分間、室温にてインキュベートし、遮光し、45分間、1,310×gの遠心分離を行った。 The sequencing reaction was performed on an Applied Biosystems thermocycler under the following conditions: 96 ° C. for 2 minutes; 96 ° C. for 15 seconds, 50 ° C. for 15 seconds, and 60 ° C. for 4 minutes for 30 cycles. Finally, the reaction for DNA precipitation was carried out by adding 80 μL of 75% isopropanol to each sample, then incubating for 15 minutes at room temperature, shading and 45 minutes at 1,310 xg. Centrifugation was performed.

上清を捨て、100μLの70%エタノールを用いてペレットを洗浄し、次に、15分間、1,310×gの遠心分離工程を行った。上清を捨て、室温にて、遮光し、ペレットを乾燥させた。配列決定機械における試料適用について、10μLのhi−ホルムアミドにペレットを再懸濁させ、次に、DNA変性を引き起こすために、95℃、5分間、サーモサイクラーで使用をインキュベートした。DNAの再アニーリングを回避するために、プレートを即座に氷に移し、その後、配列決定機械に置いた。 The supernatant was discarded, the pellet was washed with 100 μL of 70% ethanol, and then a 1,310 × g centrifugation step was performed for 15 minutes. The supernatant was discarded, the pellet was dried at room temperature, and the pellet was dried. For sample application on a sequencing machine, the pellet was resuspended in 10 μL hi-formamide and then incubated for use in a thermocycler at 95 ° C. for 5 minutes to cause DNA denaturation. To avoid DNA reannealing, the plates were immediately transferred to ice and then placed on a sequencing machine.

プロモーター領域及び完全な遺伝子領域の配列決定後、生物学的配列の配列データベースサーチを行い、得られた断片と既知のDNA、及びタンパク質配列の間の類似性を検証した(図6)。これを達成するために、プログラムBLASTnとBLSATx(Altschul et al.(1997),Nucleic Acids Res.25:3389−3402)を用いた。ヌクレオチド配列(図7及び図8)並びにアミノ酸配列(図9)のアラインメントはまた、適切なソフトウェア、例えば、Vector NTI Advanced 10.0.1(Invitrogen Corp.),BioEdit Sequence Alignment Editor and Clustal Wを用いて行った。 After sequencing the promoter region and the complete gene region, a sequence database search of the biological sequence was performed to verify the similarity between the obtained fragment and the known DNA and protein sequences (Fig. 6). To achieve this, the programs BLASTn and BLSATx (Altschul et al. (1997), Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402) were used. Nucleotide sequences (FIGS. 7 and 8) and amino acid sequences (FIG. 9) are also aligned using suitable software, such as Vector NTI Advanced 10.0.1 (Invitrogen Corp.), BioEdit Sequence Identor and Bluestal W. I went.

実施例2:遺伝子発現の調節研究−RPA
親遺伝子型PI595099(耐性)及びBRS133(感受性)をRPA実験のために選択した。大豆に存在する熱ショックタンパク質Gmhsp17.6−L(GenBank受入番号:M11317)の完全配列から、プライマーセットをコード配列に対して設計した(RPA2 F 5’GAC ATC ATC AAA CAA GAG AA3’及びRPA2 R 5’TCT CTC CGC TAA TCT GAA3’)。
Example 2: Regulatory Study of Gene Expression-RPA
Parent genotypes PI595099 (resistant) and BRS133 (susceptibility) were selected for RPA experiments. A primer set was designed for the coding sequence from the complete sequence of the heat shock protein Gmhsp17.6-L (GenBank accession number: M11317) present in soybean (RPA2). F 5'GAC ATC ATC AAA CAA GAG AA3' and RPA2 R 5'TCT CTC CGC TAA TCT GAA3').

分析した親試料由来の種子DNA抽出物、PCRを通じた断片の増幅、PCRにより生じた生成物のクローニング及び配列決定は、前述の項目において従前に詳述されたプロトコールに従って行われた。 The seed DNA extract from the parent sample analyzed, amplification of the fragment through PCR, cloning and sequencing of the product produced by PCR was performed according to the protocol previously detailed in the previous section.

親PI595099(耐性)及びBRS133(感受性)由来の総RNAは、2つの異なる処置(M.ジャワニカ線虫卵の接種及び非接種)に供された大豆根から抽出された。トリゾール試薬(Life Technology)キットを用いて抽出を行った。すり鉢と乳棒を用いて液体窒素中で根を粉砕し、オートクレーブしたファルコンチューブに移し、ドラフトで保存し、これは20mLのトリゾールを含む。ホモジナイゼーション後、試料を5分間、室温(15〜30℃)にて試料をインキュベートした。1mLのトリゾールの各々に対して0.2mLのクロロホルムを添加し、15秒の激しい撹拌後、溶液を室温(15〜30℃)にてさらに3分間インキュベートした。次に、12.240×g、15分間、4℃の遠心分離工程を行った。RNAを含む液相を新しいファルコンチューブに移し、最初に使用したトリゾール1mLの各々に対して、0.5mLのイソプロパノールを用いて沈殿させた。溶液を室温(15〜30℃)で10分間インキュベートした。12.240×g、10分間、4℃の新たな遠心分離工程を行った。チューブの底に形成したペレットには沈殿したRNAが含まれる。全上清を取り除き、RNAペレットを75%エタノール(使用したトリゾール1mLの各々に対して1mLエタノール)を用いて洗浄した。溶液を4.285×g、5分間、4℃で遠心分離を行い、再度、全上清(エタノール)を除いた。ペレットを溶解するために、400μLのDEPC水を添加した(必要に応じて、ペレットを溶解するために温度を50〜60℃に上昇させた)。抽出後、総RNAを分光偏光計で定量した;その完全性を2%アガロースゲルで検証し、最後に、−80℃で超冷凍庫で保存した。 Total RNA from parent PI595099 (resistant) and BRS133 (susceptibility) was extracted from soybean roots subjected to two different treatments (M. Javanica nematode egg inoculation and non-inoculation). Extraction was performed using a Trizol reagent (Life Technology) kit. Roots are ground in liquid nitrogen using a mortar and pestle, transferred to an autoclaved Falcon tube and stored in a draft, which contains 20 mL of trizol. After homozygation, the samples were incubated for 5 minutes at room temperature (15-30 ° C.). 0.2 mL of chloroform was added to each of the 1 mL of trizol, and after vigorous stirring for 15 seconds, the solution was incubated at room temperature (15-30 ° C.) for an additional 3 minutes. Next, a centrifugal separation step of 12.240 × g for 15 minutes at 4 ° C. was performed. The liquid phase containing RNA was transferred to a new falcon tube and precipitated with 0.5 mL isopropanol for each of the first 1 mL of trizol used. The solution was incubated at room temperature (15-30 ° C.) for 10 minutes. 12.240 × g, 10 minutes, a new centrifugation step at 4 ° C. was performed. The pellet formed at the bottom of the tube contains precipitated RNA. The total supernatant was removed and the RNA pellet was washed with 75% ethanol (1 mL ethanol for each 1 mL of trizol used). The solution was centrifuged at 4.285 × g for 5 minutes at 4 ° C., and the total supernatant (ethanol) was removed again. To dissolve the pellets, 400 μL of DEPC water was added (if necessary, the temperature was raised to 50-60 ° C. to dissolve the pellets). After extraction, total RNA was quantified on a spectropolarizer; its integrity was verified on a 2% agarose gel and finally stored in a super freezer at -80 ° C.

初期に、対象の断片を含むプラスミドを線状化した。30.6μLのDEPC水、4μLの緩衝液、1μgの精製プラスミド、0.4μLのBSA、及び1μLの制限酵素ApaIを含む反応物を37℃、2時間、サーモサイクラーでインキュベートした。この期間の経過後、プラスミドは、1体積のフェノールを用いて精製され、ボルテックスを用いて2分間混合され、11.750×g、10分間、4℃の遠心分離工程に供された。次に、水相を回収し、酢酸アンモニウム(NH4OAc)を添加して、最終濃度を0.5Mにした。3体積の冷95%エタノールを添加し、溶液を−20℃にて1時間インキュベートした。11.750×g、4℃、15分間の新たな遠心分離工程を行い、上清を注意深く捨てた。チューブを開け;ペレットを5分間乾燥させ、次に、30μLのDEPC水に再懸濁させ、−20℃にて冷凍庫で保存した。 Initially, the plasmid containing the fragment of interest was linearized. The reaction containing 30.6 μL of DEPC water, 4 μL of buffer, 1 μg of purified plasmid, 0.4 μL of BSA, and 1 μL of the restriction enzyme ApaI was incubated at 37 ° C. for 2 hours in a thermocycler. After this period of time, the plasmid was purified with 1 volume of phenol, mixed with vortex for 2 minutes and subjected to a centrifuge step at 11.750 xg for 10 minutes at 4 ° C. The aqueous phase was then recovered and ammonium acetate (NH 4 OAc) was added to bring the final concentration to 0.5M. Three volumes of cold 95% ethanol were added and the solution was incubated at −20 ° C. for 1 hour. A new centrifugation step of 11.750 xg, 4 ° C., 15 minutes was performed and the supernatant was carefully discarded. The tube was opened; the pellet was dried for 5 minutes, then resuspended in 30 μL of DEPC water and stored in the freezer at −20 ° C.

プローブを得ること
プローブを得るための転写反応は、MAXIScript(商標)インビトロ転写(Ambion Inc.)キットを用いて行った。RNAポリメラーゼT7とP32−標識したホスフェートジデオキシヌクレオチド(CTP)を用いた。最初に、全てのキット試薬を解凍し、氷上で維持した。ただし、室温に保存しなければならないTranscription緩衝液(登録商標)は除く。全最終体積20μLを用いた転写反応は、1.5mLマイクロチューブで、室温にて、以下の表に記載のプロトコールに従って行った。
Obtaining a Probe The transcription reaction to obtain a probe was performed using the MAXISscript ™ In vitro Transcription (Ambion Inc.) kit. RNA polymerase T7 and P 32 -labeled phosphate dideoxynucleotide (CTP) were used. First, all kit reagents were thawed and maintained on ice. However, Transcription buffer (registered trademark) that must be stored at room temperature is excluded. The transcription reaction using a total final volume of 20 μL was carried out in 1.5 mL microtubes at room temperature according to the protocols described in the table below.

表3:放射活性プローブの転写反応に使用される試薬Table 3: Reagents used for transcription reaction of radioactive probe

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Figure 0006947533

次に、全ての試薬をマイクロチューブ中で穏やかに混合し、反応物を37℃にて1移管、サーモサイクラーを用いてインキュベートした。2UのDNase I RNaseフリーを添加し、反応物を15分間、37℃にてインキュベートした。1体積のゲルローディング緩衝液(95%ホルムアミド、0.025%ブロモフェノールブルー、0.025%キシレンシアノール、0.5mM EDTA、0.025SDS)を反応物に添加し、チューブを3〜5分間、85〜95℃で加熱し、全試料を5%ポリアクリルアミドゲル、尿素8M、1×TBE緩衝液上に適用した。 All reagents were then gently mixed in microtubes and the reaction was transferred once at 37 ° C. and incubated using a thermocycler. 2U DNase I RNase-free was added and the reaction was incubated for 15 minutes at 37 ° C. Add 1 volume of gel-loading buffer (95% formamide, 0.025% bromophenol blue, 0.025% xylene cyanol, 0.5 mM EDTA, 0.025 SDS) to the reaction and tubing for 3-5 minutes. , 85-95 ° C., and all samples were applied on a 5% polyacrylamide gel, urea 8M, 1 × TBE buffer.

12.01gの尿素、3.12mLの40%アクリルアミド:ビス−アクリルアミド(19:1)及び2.5mLの10×TBEを用いて、最終体積が25mLのゲルを調製した。ゲルの最終体積が超えるのを避けるために少量の水をさらに添加した。尿素を溶解するために、ヒーターを備えた磁気撹拌システム中で溶液を維持し、その後、冷却し;シリンダーに移し、最終体積のゲルをDEPC水で満たした。次に、12.5μLのTEMEDを添加し、最後に156.2μLの10%過硫酸アンモニウムを添加した。 A gel with a final volume of 25 mL was prepared using 12.01 g of urea, 3.12 mL of 40% acrylamide: bis-acrylamide (19: 1) and 2.5 mL of 10 × TBE. A small amount of water was added further to avoid exceeding the final volume of the gel. To dissolve the urea, the solution was maintained in a magnetic agitation system equipped with a heater, then cooled; transferred to a cylinder and the final volume of gel was filled with DEPC water. Next, 12.5 μL of TEMED was added, and finally 156.2 μL of 10% ammonium persulfate was added.

この溶液を即座にガラスプレートに適用し、ウェルコム(well comb)を置き、プレートを動かすことなしに重合をさせた。ガラスプレート及び電気泳動チャンバーを洗浄し、RNase AWAY(登録商標)(Invitrogen−Life Technology)を用いて処理することからなる、これらの材料の前処理を施すことができる。より小さなプレート上で、1〜3mLのRepelをドラフト中で提供し、5〜10分間、プレートを乾燥させることができる。この処理は、電気泳動後のゲル除去を促進する。 The solution was immediately applied to a glass plate, a well comb was placed and polymerization was carried out without moving the plate. Pretreatment of these materials can be performed, consisting of washing the glass plate and the electrophoresis chamber and treating with RNase AWAY® (Invitrogen-Life Technology). On a smaller plate, 1-3 mL Repel can be provided in the draft and the plate can be dried for 5-10 minutes. This treatment facilitates gel removal after electrophoresis.

電気泳動を行う前に、プレートを洗浄し、過剰の尿素を排除し、ウェルコムの除去後、注射器の助けでランニング緩衝液を用いてウェルを洗浄した。チャンバーに対して所定電圧を用いたゲルの20〜30分の予備駆動を行い、その後、使用を適用した。プローブのサイズに従って、約2時間の電気泳動を200〜300ボルトで行った。 Prior to electrophoresis, the plates were washed to remove excess urea, and after removal of the wellcoms, the wells were washed with running buffer with the help of a syringe. A 20-30 minute pre-drive of the gel using a predetermined voltage was performed on the chamber, after which the use was applied. Depending on the size of the probe, about 2 hours of electrophoresis was performed at 200-300 volts.

全長プローブだけをゲル精製した。これを達成するために、電気泳動後、プレート開け、ゲルをプラスチックフィルムで覆い、バンド位置の同定をガイドするために記されたオートラジオグラフィーフィルムを約1時間晒した。次に、フィルムを5分間、暗室中で、現像液に浸して現像し、過剰分を除き、洗浄のために約3分間水に浸し、最後に固定溶液中に5分浸した。次に、フィルムを水に浸し、空気乾燥させた。フィルムとゲルを並べて、全長転写物の位置を特定した。ゲルの対象領域を取り出し、350mLの溶出緩衝液(0.5M酢酸アンモニウム、1mMのEDTA、2%SDS)を含むマイクロチューブに移した。プローブを含むチューブを4℃にて一晩インキュベートし、プローブ再生を最大にし、それをハイブリダイゼーションする時まで20℃で保存した。プローブを標識するためのキットは、その質をモニターするための正の対照を与えた。 Only the full-length probe was gel-purified. To achieve this, after electrophoresis, the plate was opened, the gel was covered with a plastic film, and the autoradiography film marked to guide band position identification was exposed for about 1 hour. The film was then developed by immersing it in a developer in a dark room for 5 minutes to remove excess, soaking in water for about 3 minutes for washing and finally in a fixed solution for 5 minutes. The film was then immersed in water and air dried. The film and gel were lined up to locate the full-length transcript. The target area of the gel was removed and transferred to a microtube containing 350 mL of elution buffer (0.5 M ammonium acetate, 1 mM EDTA, 2% SDS). The tube containing the probe was incubated overnight at 4 ° C. to maximize probe regeneration and store it at 20 ° C. until hybridization. The kit for labeling the probe provided a positive control for monitoring its quality.

250bpのラットβ−アクチン遺伝子の挿入物を含む対照DNA、直線化されたpTRIPLEscriptプラスミドからプローブを合成し、ラット肝臓総RNAにハイブリダイズした。それらもキットに与えられた。2つの対照チューブは、酵母総RNAのみを含み、RNase酵素の活性を検証するために使用された。このようにして、酵素陽性対照チューブはRNaseと緩衝液を含み、一方、陰性対照チューブは酵素を含まない緩衝液だけを含んだ。 A probe was synthesized from a control DNA containing an insert of a 250 bp rat β-actin gene and a linearized pTRIPLEscript plasmid and hybridized to rat liver total RNA. They were also given to the kit. The two control tubes contained only yeast total RNA and were used to verify the activity of the RNase enzyme. In this way, the enzyme positive control tube contained only RNase and buffer, while the negative control tube contained only enzyme-free buffer.

試料ハイブリダイゼーションと消化
HySpeed(商標)RPA−Hygh−スピードハイブリダイゼーション・リボヌクレアーゼ保護アッセイ(Ambion Inc.)キットを用いて、リボヌクレアーゼ保護アッセイは(RPA)を行った。各マイクロチューブに対して、標識プローブを総RNA(20mg)に(高い比活性を有する、約100〜800pgの250nt又は1〜10fmolの2〜8×104cpm)添加した。また、30mgの酵母総RNAを試料に添加し、最終50mg/試料を得た。10mLの酵母総RNA(50mg)を含む2つの他の酵素対照チューブを得て、1つは、プローブ陽性対照としてラット肝臓総RNAを含んだ。プローブ+試料を共沈させるために、0.5MのNH4OAcと3体積の冷95%エタノールを添加し、ホモジナイゼーション後、チューブを15分間−20℃でインキュベートした。最大速度(最小8.160×g)で5分間、4℃にて遠心分離工程を行った。上清を除去し、ペレットを乾燥させた。10mLのHySpeedハイブリダイゼーション緩衝液(登録商標)(予め95℃に加熱)を各試料に添加し、このチューブを即座に95℃(水浴又はサーモサイクラー)でインキュベートした。ペレットを溶解するために、試料を数秒間ボルテックスし、95℃に戻した。ペレットを完全に溶解後、チューブを95℃で3分間、68℃で10分間インキュベートした。温度を68℃に維持しなければならず、移動工程は30秒以下でなければならない。最初に、HySpeed RNase消化緩衝液(登録商標)を解凍し、RNase A/T1と緩衝液の混合物(1:100希釈−99mLの緩衝液中の1mL RNase)を各試料に対して、100mLの適切な体積で調製し、室温にて保存した。100mLの混合RNase A/T1+緩衝液を各試料、及び酵母総RNAだけを含む対照チューブに添加し、酵素を含まない100mLのHySpeed RNase消化(登録商標)緩衝液を1つのチューブに添加し、酵素を含む完全な混合物を他の対照チューブに添加した。試料をボルテックスし、37℃にて30分間、消化させるためにインキュベートした。150mLのHySpeedインキュベーション/沈殿緩衝液(登録商標)を試料に添加し、素早くボルテックスし、チューブを15分間、−20℃の冷凍庫でインキュベートした。消化後、試料を15分間、最大速度、4℃にて遠心分離し、上清を除去し、ゲルローディング緩衝液(通常9〜10mLの体積)中に再懸濁させた。ピペットによるホモジナイゼーション後、チューブを3〜4分間、90〜95℃に加熱し、再生を避けるために即座に氷に移した。5%ポリアクリルアミドゲル、8M尿素に試料を適用し、1×TBE緩衝液に希釈し、200〜300ボルトで約2時間の電気泳動を行い、保護された断片を分離した。電気泳動後、前述のプロトコールに詳述されたフィルム露光及び現像について標準的な手法を行った(図10)。
Sample Hybridization and Digestion The Ribonuclease Protection Assay (RPA) was performed using the HySpeed ™ RPA-Hygh-Speed Hybridization Ribonuclease Protection Assay (Ambion Inc.) kit. For each microtube, labeled probe was added to total RNA (20 mg) (high specific activity, 250 nt of about 100-800 pg or 2-8 x 104 cpm of 1-10 fmol). In addition, 30 mg of total yeast RNA was added to the sample to obtain a final 50 mg / sample. Two other enzyme control tubes containing 10 mL of total yeast RNA (50 mg) were obtained, one containing rat liver total RNA as a probe-positive control. To coprecipitate the probe + sample, 0.5 M NH 4 OAc and 3 volumes of cold 95% ethanol were added, homozygated and the tubes were incubated for 15 minutes at −20 ° C. Centrifugation was performed at 4 ° C. for 5 minutes at maximum speed (minimum 8.160 xg). The supernatant was removed and the pellet was dried. 10 mL of HySpeed Hybridization Buffer® (pre-heated to 95 ° C.) was added to each sample and the tube was immediately incubated at 95 ° C. (water bath or thermocycler). To dissolve the pellet, the sample was vortexed for a few seconds and returned to 95 ° C. After the pellet was completely dissolved, the tubes were incubated at 95 ° C for 3 minutes and at 68 ° C for 10 minutes. The temperature must be maintained at 68 ° C. and the moving step must be no more than 30 seconds. First, HySpeed RNase digestion buffer® is thawed and a mixture of RNase A / T1 and buffer (1: 100 dilution-1 mL RNase in 99 mL buffer) is applied to each sample in an appropriate amount of 100 mL. The volume was adjusted and stored at room temperature. Add 100 mL of mixed RNase A / T1 + buffer to each sample and control tube containing only total yeast RNA, add 100 mL of enzyme-free HySpeed RNase Digestion® buffer to one tube and add the enzyme. The complete mixture containing was added to the other control tube. Samples were vortexed and incubated at 37 ° C. for 30 minutes for digestion. 150 mL of HySpeed Incubation / Precipitation Buffer® was added to the sample, vortexed quickly and the tubes were incubated for 15 minutes in a -20 ° C freezer. After digestion, the sample was centrifuged for 15 minutes at a maximum speed of 4 ° C., the supernatant was removed and resuspended in gel loading buffer (usually 9-10 mL volume). After pipette homozygation, the tube was heated to 90-95 ° C. for 3-4 minutes and immediately transferred to ice to avoid regeneration. Samples were applied to 5% polyacrylamide gel, 8M urea, diluted in 1x TBE buffer and electrophoresed at 200-300 volts for about 2 hours to separate protected fragments. After electrophoresis, standard techniques were used for film exposure and development detailed in the protocol described above (FIG. 10).

実施例3:遺伝子発現−RT−qPCR−温室に設定された実験
遺伝子Gmhsp17.6−Lのプロモーターの発現試験については、RT−PCR技術を用いて、材料PI595099、BRS133、256−S、259−S、266−S、JF7002、JF7027及びJF7056は由来の種子は、成長チャンバーで発芽ペーパー上に播種され、8日後、苗をプラスチック容器に移した。温室で、これらの苗は、発生J2の感染段階で幼虫のメロイドギネ・ジャワニカで感染させた。使用された線虫集団は、品種Doko由来の大豆植物から得た。根からの線虫卵抽出物は、0.5%次亜塩素酸塩溶液中で30秒間、ブレンダーを用いて材料を挽くことによって得られた。根を水中で洗浄し、排除サイズ500を有するミニスクリーンを用いて卵を回収した。その後、遊離(free)卵懸濁液を26℃に設定した孵化チャンバーに移し、24時間ごとに、ジャワニカ(J2)を回収して、冷蔵室に保存した。ジャワニカJ2をPetersチャンバーで定量した。ピペットの助けを得て、664のJ2/ml(植物あたり)を接種し、接種の第1、3及び6日後に、試験中の8個の材料の各々の3つの大豆植物由来の根をバルクで回収し、ジャワニカで接種されたものと接種されていないもの(対照処理)について液体窒素に移した。RNA抽出実験の開始まで、根を超冷凍庫(−80℃)で保存した。
Example 3: Gene expression-RT-qPCR-Experiment set in a greenhouse For the expression test of the promoter of the gene Gmhsp17.6-L, the materials PI595099, BRS133, 256-S, 259- were used using RT-PCR technology. The seeds from which S, 266-S, JF7002, JF7027 and JF7056 were derived were sown on germination paper in a growth chamber and after 8 days the seedlings were transferred to a plastic container. In the greenhouse, these seedlings were infected with the larvae Meloid Gine Javanica at the stage of outbreak J2 infection. The nematode population used was obtained from soybean plants from the cultivar Doko. The nematode egg extract from the root was obtained by grinding the material with a blender for 30 seconds in a 0.5% hypochlorite solution. The roots were washed in water and eggs were collected using a miniscreen with exclusion size 500. The free egg suspension was then transferred to a hatching chamber set at 26 ° C. and Javanica (J2) was collected and stored in a refrigerator every 24 hours. Javanica J2 was quantified in the Peters chamber. Inoculate 664 J2 / ml (per plant) with the help of a pipette and bulk the roots from 3 soybean plants of each of the 8 materials under test 1st, 3rd and 6th days after inoculation. And those inoculated with Javanica and those not inoculated (control treatment) were transferred to liquid nitrogen. Roots were stored in a super freezer (-80 ° C) until the start of the RNA extraction experiment.

RT−qPCRプライマー設計
リアルタイムPCRに使用したプライマー(SoyHspPSC F 5’GCT GTG TGT CAT TGT CAT CGA A3’;SoyHspPSC R5’CAC GGT CTA TTT CTT GCC TAC ATC3’)は、Gmhsp17.6−L遺伝子(GenBank受入番号:M11317)の配列pos終止コドン(TAA−ヌクレオチド位置884)を用いて、Primer Express 2.0(Appied Biosystems)プログラムで設計された。これらのプライマーは、約80bpの断片を増幅するために使用された。プライマーを設計するためにPrimer Expressプログラムに適用された選択されたパラメータは、50bp〜150bp(120bpはRT−PCRに推奨される)のアンプリコン長、40%〜60%のCG含量、最大では一列に4個のG塩基、58℃〜60℃のプライマーTm(融解温度)、FとRプライマー間のTmの最大相違が1℃であり、一列に最大4個の同一塩基を避けるべきである。その後、プライマー二量体の形成を分析するために、プログラムOMIGAを使用し、3’末端の6遊離塩基の最小の存在を観察した。
RT-qPCR primer design Primer used for real-time PCR (SoyHspPSC F 5'GCT GTG TGT CAT TGT CAT CGA A3'; SoyHspPSC R5'CAC GGT CTA TTT CTT GCC TAC ATC3') uses the sequence pos stop codon (TAA-nucleotide position 884) of the Gmhsp17.6-L gene (GenBank accession number: M11317) to Primer Express 2.0 (Applied). Designed with the Biosystems) program. These primers were used to amplify a fragment of about 80 bp. The selected parameters applied to the Primer Express program to design the primers were an amplicon length of 50 bp to 150 bp (120 bp is recommended for RT-PCR), CG content of 40% to 60%, up to a row. The maximum difference in Tm between 4 G bases, 58 ° C. to 60 ° C. primer Tm (melting temperature), and F and R primers is 1 ° C., and up to 4 identical bases in a row should be avoided. The program OMIGA was then used to analyze the formation of primer dimers and the minimal presence of 6 free bases at the 3'end was observed.

cDNA合成用の総RNA入手
リアルタイムPCR実験を行うために、総RNAをトリゾール試薬(Invitrogen−Life Technology)を用いて抽出した。最初に、1mLのトリゾール/試料をファルコンチューブに分注し、55℃に加熱した。試料の植物組織を液体窒素中でホモジナイズし、0.1gを窒素に維持されたチューブに分注された。その後、1mLの加熱したトリゾールを試料に添加し、1分間ボルテックスし、素早くスピンダウンし、2分間55℃にてインキュベートした。試料を4℃、20分間、16.000×gで遠心分離し、200μLのクロロホルムを含むチューブに上清を移し、残渣を捨てた。試料を振とうし、室温(22〜25℃にて)2分間インキュベートし、次に、16.000×g、30分間、4℃にて遠心分離した。上清を新しいチューブに移し、8MのLiClを1/3体積添加した。振とう後、チューブをフリーザー中で−80℃、1時間インキュベートした。溶液を解凍するために、チューブを40℃の水浴中に1〜3分維持し、16.000×g、4℃にて30分間遠心分離した。上清を除去し、捨て、RNAを含むペレットを妨げることを避ける各試料に400μLの75%エタノールを添加し、チューブを穏やかに反転した。4℃、5分間、16.000×gの遠心分離工程を行い、上清を除去し、完全に捨てた。100μLの超純水をペレットに添加し、チューブを穏やかに軽く叩いて、ペレットを溶解した(ペレットが迅速に溶解しない場合、さらに100μLの超純水を添加することができるが、次の工程で酢酸ナトリウムとイソプロパノールの体積を2倍にすべきである)。次に、10μLの酢酸ナトリウム(3M)と100μLのイソプロパノールを添加し、チューブを穏やかに反転した。試料を−80℃で30分間インキュベートし、水浴に37℃で1〜3分間移し、16.000×g、4℃にて15分間遠心分離した。上清を除去し、400μLの70%エタノールを添加し、もう一度、チューブを16.000×g、4℃にて15分間遠心分離した。上清を除去し、捨て、10分間、ペレットをベンチで乾燥させた。最後に、50μLの超純水(又はペレットがすぐに溶解しない場合には100μL)を添加し、ペレットと溶液を37℃にて10分間加熱し、ペレットの溶解を促進した。RNAを定量し、−80℃のフリーザー中に保存した。逆転写反応に関して、RNAを希釈し、cDNA合成は、逆転写酵素(モロニー(Moloney)マウス白血病ウイルス:M−MLV)を用いて行われた。このようにして、1.5mgの総RNAをマイクロチューブに分注し、DEPC水を最終体積9mLまで添加し、6mMのランダムプライマーを反応に添加し、次に80℃にて3分間インキュベーションした。この期間の経過後、チューブを氷上で冷却し、14mLの混合物を試料に添加した。この混合物は、以下の表に記載されたプロトコールに従って調製された。
Obtaining Total RNA for cDNA Synthesis Total RNA was extracted using Trizol reagent (Invitrogen-Life Technology) for real-time PCR experiments. First, 1 mL of trizol / sample was dispensed into a falcon tube and heated to 55 ° C. The plant tissue of the sample was homogenized in liquid nitrogen and 0.1 g was dispensed into a tube maintained in nitrogen. Then 1 mL of heated trizol was added to the sample, vortexed for 1 minute, spun down quickly and incubated for 2 minutes at 55 ° C. The sample was centrifuged at 16.000 × g for 20 minutes at 4 ° C., the supernatant was transferred to a tube containing 200 μL of chloroform, and the residue was discarded. The sample was shaken and incubated at room temperature (22-25 ° C.) for 2 minutes, then centrifuged at 16.000 × g for 30 minutes at 4 ° C. The supernatant was transferred to a new tube and 1/3 volume of 8M LiCl was added. After shaking, the tubes were incubated in a freezer at −80 ° C. for 1 hour. To thaw the solution, the tube was maintained in a water bath at 40 ° C. for 1-3 minutes and centrifuged at 16.000 × g, 4 ° C. for 30 minutes. 400 μL of 75% ethanol was added to each sample to remove the supernatant and discard to avoid interfering with the pellet containing RNA, and the tube was gently inverted. A 16.000 × g centrifugation step was performed at 4 ° C. for 5 minutes to remove the supernatant and discard completely. 100 μL of ultrapure water was added to the pellet and the tube was gently tapped to dissolve the pellet (if the pellet does not dissolve quickly, another 100 μL of ultrapure water can be added, but in the next step. The volume of sodium acetate and isopropanol should be doubled). Next, 10 μL of sodium acetate (3M) and 100 μL of isopropanol were added and the tube was gently inverted. Samples were incubated at −80 ° C. for 30 minutes, transferred to a water bath at 37 ° C. for 1-3 minutes, and centrifuged at 16.000 × g, 4 ° C. for 15 minutes. The supernatant was removed, 400 μL of 70% ethanol was added, and the tube was once again centrifuged at 16.000 × g at 4 ° C. for 15 minutes. The supernatant was removed, discarded and the pellet was dried on the bench for 10 minutes. Finally, 50 μL of ultrapure water (or 100 μL if the pellets did not dissolve immediately) was added and the pellets and solution were heated at 37 ° C. for 10 minutes to promote dissolution of the pellets. RNA was quantified and stored in a freezer at -80 ° C. For the reverse transcription reaction, RNA was diluted and cDNA synthesis was performed using reverse transcriptase (Moloney murine leukemia virus: M-MLV). In this way, 1.5 mg of total RNA was dispensed into microtubes, DEPC water was added to a final volume of 9 mL, 6 mM random primers were added to the reaction, and then incubated at 80 ° C. for 3 minutes. After this period, the tube was cooled on ice and 14 mL of the mixture was added to the sample. This mixture was prepared according to the protocols listed in the table below.

表4:cDNA合成用の混合物調製に使用された試薬
試薬 反応あたりの体積
5×第1鎖緩衝液6mL dNTP(2.5mM) 4mL
DTT(0.1M) 2mL
逆転写酵素 2mL
Table 4: Reagents used to prepare the mixture for cDNA synthesis Volume 5 per reaction x 1st chain buffer 6 mL dNTP (2.5 mM) 4 mL
DTT (0.1M) 2mL
Reverse transcriptase 2mL

反応物をサーモサイクラーを用いて、37℃にて1時間インキュベートし、その後、10分、65℃の工程を行った。cDNAを−20℃にて保存した。 The reaction was incubated at 37 ° C. for 1 hour using a thermocycler, followed by a 10 minute step at 65 ° C. The cDNA was stored at −20 ° C.

RT−qPCR
PCR反応は、サーモサイクラー7300リアルタイムシステム(Applied Biosystem)を使用し、製造業者の使用説明書に従って、Platinum(登録商標)SYBER(登録商標)グリーンqPCR SuperMix UDG(Invitrogen−Life Technology)キットを用いて行われた。Applied Biosystemによって推奨されるように、増幅効率曲線は、標的遺伝子Gmhsp17.6−Lと内因性対照遺伝子rRNA 18S(GenBank受入番号:X02623.1)(試料標準化のために使用される)について行われた。実験プレートは、両方の遺伝子について3点測定で試料を用いて設定された。曲線は傾きを与え、それは、プライマーの増幅効率を計算するために使用され、両遺伝子について類似し、100%(値1)に近くなければならない。相対的定量化のための増幅反応は、分析された試料の各々について回収の3日からcDNAのバルクを用いて行われた。別々の実験において、親使用について2つのリアルタイムPCR実験、及び集団試料について2つを行った。親菌株BRS133とPI595099、及び感受性集団由来の6個の得られた個体、259−S、259−S及び266−S、並びに耐性JF7002、JF7027及びJF7056は、線虫接種処理及び非接種処理について分析された。反応は3点測定で行い、8.0μLの超純水、0.5μLのROX、12.5μLのSYBER(登録商標)グリーンqPCR SuperMix UDG及び2μLのバルクDNA(約1.5μg)から成っていた。増幅反応のサイクリングパラメータは以下の通りであった:50℃にて2分間;95℃にて2分間;次に、95℃にて15秒、60℃にて30秒、及び72℃にて30秒の45サイクル。データを伸長工程(72℃)にて回収した。相対的定量化を結論付けた後、プライマー二量体の形成、非特異的(inespecific)増幅、可能なエラー及び汚染を検証するために、解離曲線を行った。RT−PCR−によって生じたデータの解釈は、SDS−配列検出システム(Applied Biosystem)ソフトウェアを用いて行われた。
RT-qPCR
The PCR reaction uses a Thermal Cycler 7300 real-time system (Applied Biosystem) and a Platinum® SYBER® Green qPCR SuperMix UDG (Invitrogen-Life Technology) kit according to the manufacturer's instructions. I was broken. As recommended by Applied Biosystem, amplification efficiency curves are performed for the target gene Gmhsp17.6-L and the endogenous control gene rRNA 18S (GenBank accession number: X02233.1) (used for sample standardization). rice field. Experimental plates were set up using samples with 3-point measurements for both genes. The curve gives a slope, which is used to calculate the amplification efficiency of the primers and should be similar for both genes and close to 100% (value 1). Amplification reactions for relative quantification were performed using bulk cDNA from 3 days of recovery for each of the analyzed samples. In separate experiments, two real-time PCR experiments were performed for parental use and two for population samples. Parent strains BRS133 and PI595099, and six resulting individuals from susceptible populations, 259-S, 259-S and 266-S, and resistant JF7002, JF7027 and JF7056 were analyzed for nematode inoculation and non-inoculation treatment. Was done. The reaction was performed on a 3-point basis and consisted of 8.0 μL ultrapure water, 0.5 μL ROX, 12.5 μL SYBER® Green qPCR SuperMix UDG and 2 μL bulk DNA (approximately 1.5 μg). .. The cycling parameters of the amplification reaction were as follows: 50 ° C. for 2 minutes; 95 ° C. for 2 minutes; then 95 ° C. for 15 seconds, 60 ° C. for 30 seconds, and 72 ° C. for 30. 45 cycles of seconds. The data was collected in the stretching step (72 ° C.). After concluding the relative quantification, dissociation curves were performed to verify primer dimer formation, nonspecific amplification, possible errors and contamination. Interpretation of the data generated by RT-PCR-was performed using SDS-Sequence Detection System (Applied Biosystem) software.

これらの分析では、相対的遺伝子発現(RQ)の計算を個別に行い、較正(値1)として、非接種試料を用いて、線虫接種処理及び非接種処理について、別々に試料を比較した。RQ値はΔCt法を用いて計算した。このようにして、遺伝子発現のレベル(RQ)は、各処理の標的試料のCtを内因性対照Ctで差し引くことによって計算し、ΔCtを生じさせる。この値は、対照試料のΔCtから差し引かれ(較正−値1)、ΔΔCtの値を得る。RQは式2−ΔΔCtを通じて得られる。ここで、2は標的遺伝子効率(100%=1)の合計と、100%効率曲線で得られた内因性対照(100%=1)の合成に対応する(Livak and Schmittgen(2001),Methods 25:402−408)。標的遺伝子及び内因性遺伝子の効率は、100%に近くなければならないが、必ずしもそうでなくてもよいが、それらはより低くてもよく、しかしながら、それらは近くなければならない。そして、この場合、式2−ΔΔCtの値2は、標的遺伝子と内因性遺伝子の効率の合計によって置換される。根こぶ線虫M.ジャワニカによる接種及び非接種の治療における親菌株BRS133及びPI595099の分析について、非接種の試料PI595099を較正(値1X)として使用し、感受性群(256−S、259−S及び266−S)の分析及び耐性集団(JF7002、JF2027及びJF7056)について、非接種の感受性試料256−Sを較正試料として使用した。この材料は、Gmhsp17.6−L遺伝子のプロモーター領域の配列決定において、低数のAT(n)挿入物を示したという事実に起因して選ばれた。 In these analyses, relative gene expression (RQ) was calculated individually, and as calibration (value 1), non-inoculated samples were used and the samples were compared separately for nematode inoculation and non-inoculation treatments. The RQ value was calculated using the ΔCt method. In this way, the level of gene expression (RQ) is calculated by subtracting the Ct of the target sample for each treatment by the endogenous control Ct, resulting in ΔCt. This value is subtracted from ΔCt of the control sample (calibration-value 1) to obtain the value of ΔΔCt. RQ is obtained through Equation 2-ΔΔCt. Where 2 corresponds to the sum of the target gene efficiencies (100% = 1) and the synthesis of the endogenous control (100% = 1) obtained on the 100% efficiency curve (Live and Schmittgen (2001), Methods 25). : 402-408). The efficiencies of the target and endogenous genes should be close to 100%, but not necessarily, but they may be lower, however, they must be close. Then, in this case, the value 2 of the formula 2-ΔΔCt is replaced by the sum of the efficiencies of the target gene and the endogenous gene. Root hump nematode M. For analysis of parent strains BRS133 and PI595099 in inoculated and non-inoculated treatment with Javanica, analysis of susceptible groups (256-S, 259-S and 266-S) using uninoculated sample PI595099 as calibration (value 1X). And for resistant populations (JF7002, JF2027 and JF7056), uninoculated sensitive samples 256-S were used as calibration samples. This material was selected due to the fact that it showed a low number of AT (n) inserts in sequencing the promoter region of the Gmhsp17.6-L gene.

実施例4:Gmhsp17.6−L遺伝子のプロモーター領域における、異なるサイズのAT(n)挿入物を含む発現カセット構築物
耐性個体はGmhsp17.6−L遺伝子のプロモーター領域における高数のAT(n)挿入物を示し、これらの個体は、RT−PCRに供された場合、根こぶ線虫M.ジャワニカで接種されると、高レベルのこの遺伝子発現を示すことが確認されると、発現カセットをGmhsp17.6−L遺伝子のプロモーター領域における、異なる数のAT挿入物を含むように構築されるように決定された。これらの構築物の利用の目的は、これらのプロモーターは、AT(n)挿入物とともに、他の遺伝子の発現を誘導し、またそれらの遺伝子の応答、異なるストレスによるそれらの活性化若しくは非活性化を評価することができる。粒子衝突を用いて、線虫感受性品種BRS133とPintado由来の大豆胚を形質転換するためにカセットを使用した。得られた構築物において、Gmhsp17.6−L遺伝子のプロモーターは、異なるストレスへの胚の曝露後、組織化学的アッセイを介した発現を有するGus遺伝子前に位置している。
Example 4: Expression cassette construct containing AT (n) inserts of different sizes in the promoter region of the Gmhsp17.6-L gene A resistant individual has a high number of AT (n) inserts in the promoter region of the Gmhsp17.6-L gene. These individuals, when subjected to RT-PCR, showed the root-knot nematode M. elegans. Once inoculated with Javanica and confirmed to exhibit high levels of this gene expression, the expression cassette is constructed to contain different numbers of AT inserts in the promoter region of the Gmhsp17.6-L gene. Was decided on. The purpose of utilizing these constructs is that these promoters, along with AT (n) inserts, induce the expression of other genes and also respond to those genes, activating or deactivating them by different stresses. Can be evaluated. Cassettes were used to transform nematode-sensitive varieties BRS133 and Pintado-derived soybean embryos using particle collisions. In the resulting construct, the promoter of the Gmhsp17.6-L gene is located before the Gus gene, which has expression via histochemical assays, after exposure of the embryo to different stresses.

8個の分析された試料であるBRS133、PI595099、256−S、266−S、JF7002、JF2027及びJF7056のプロモーター領域を含む発現カセットを得て、全体で96カセット(各材料について12個)であった。しかしながら、ただ2つの構築物をこの試験の次の工程に使用し、それは、AT(9)である、より少ない数の挿入物を有する感受性親BRS133由来の増幅されたプロモーター領域を含むカセットpAG1/プロモーターGmhsp BRS133と、AT(32)を有する耐性集団JF7027由来の個体からの増幅されたプロモーター領域を含むカセットpAG1/プロモーターGmhsp JF7027であった。プラスミドpAG1は発現カセットを構築するための鋳型として選ばれた。設計されたストラテジーは、プラスミドに存在するアクチン遺伝子由来のact2プロモーターの除去、及び感受性親菌株BRS133と、耐性集団JF7027の個体である、分析されるべき材料由来の増幅されたプロモーターの挿入であった。また、このプラスミドは、それらのカセットを用いた形質転換プロセスが上手くいく場合に、組織化学的アッセイを通じて、トランスジェニック胚における視覚化によって許可さえる、β−グルクロニダーゼ酵素をコードするレポーター遺伝子Gusを示す。また、プラスミドpAG1は、653位における突然変異により、除草剤Imazapyr(2−[4,5−ジヒドロ−4−メチル−4−(1−メチルエチル)−5−オキソ−1H−イミダゾール−2−イル]−3−ピリジンカルボン酸)(Tu et al.(2004),Weed control methods handbook;London:Academic)が属するクラスに含まれる除草剤イミダゾリノンに対する耐性を与えるシロイヌナズナ由来の酵素のアセト乳酸ピルビン酸リアーゼ(AHAS)−アセト乳酸シンターゼ(ALS)をコードするals/ahas遺伝子のプロモーター(ahas 5)、コード配列(ahas)及びターミネーター(ahas t)を含む。このようにして、この遺伝子は、形質転換後、除草剤含有培地において陽性植物の選択を可能にする。図13はプラスミドマップを示す。このストラテジーを発展させるために、Wizard Plus Maxipreps DNA精製システム(Promega)キットを用いてプラスミドDNA抽出を行った。このようにして、単一コロニーは、抗生物質アンピシリン(0.5mg)を含む2〜5mLのLB培地に植菌され、37℃にて8時間、200rpmで回転させながらインキュベートした(プレ接種物)。1mLのプレ接種物を500mLのLB/アンピシリン培地に移し、37℃にて12〜20時間、200rpmで回転させながらインキュベートした。250mLチューブに細胞を分注し、5.000×gで10分間、室温にて遠心分離し、上清を捨て、15mLの細胞再懸濁液(50mM Tris−HCl、pH7.5、19mMのEDTA、100μg/mLのRNase A)にペレットを完全に再懸濁させた。15mLの細胞溶解溶液(0.2M NaOH、1%SDS)を添加し、反転して混合し、溶液を20分間、室温でインキュベートした。次に、15mLの中和溶液(1.32M酢酸カリウム、pH4.8)を添加し、溶液を反転して混合し、白色フレークの形成をもたらし、溶解物は粘性が低かった。沈殿した材料は、ゲノムDNA、タンパク質、細胞残屑及びSDSを含む。14.000×g、15分間、室温での遠心分離工程を行い、上清は、Whatman 1フィルターペーパーを含むシリンダーでろ過された。体積を測定し、50mL遠沈管に移し、室温の0.5体積のイソプロパノールを添加し、反転して混合した。14.000×g、15分間、室温での新たな遠心分離工程を行い、上清を捨て、ペレットを2mLのTE緩衝液に再懸濁させた。このDNAを含む溶液に、10mLのWizard Maxipreps DNA精製レジン(登録商標)を添加し、レジン+DNAの混合物は、真空ポンプに連結されたMaxicolumnに移された。真空にし、25mLのカラム洗浄溶液(80mM酢酸カリウム、8.3mMのTris−HCl、pH7.5、40μMのEDTA、55%エタノール)を添加し、さらに真空にした。5mLの80%エタノールをMaxicolumnに適用し、真空にし、その後、全体咳のエタノールをカラムに通過させ、さらに1分間真空を維持した。次に、Maxicolumnを50mLファルコンチューブに移し、1.300×gで5分間遠心分離した。レジンを乾燥させるために、真空をさらに5分間行った。最後に、Maxicolumnをキットから与えられるチューブに移し、1.5mLの予熱した水(65℃〜70℃)をカラムに添加した。1分経過後、DNAを溶出するために、遠心分離工程(1.300×g、5分間、室温)を行った。抽出後、プラスミドDNAを定量し、1%アガロースゲルにおいてその完全性を検証した。act2プロモーター切り出し(−1000bp)について、制限酵素消化を行った。第1段階では、pAG1を酵素Pst1とNot1による二重消化に供した。この消化により、約5.500bp(als/ahas遺伝子のプロモーター−ahas 5、コード配列−ahas及びターミネーター−ahas tに対応する)と6.500pb(Gus遺伝子、act2プロモーター及びプラスミド骨格、Ori及びNosに対応する)の2つの断片を得た。消化反応物は、10μLのプラスミドDNA(約1.5μg)、2μLのReact 2緩衝液、5.0μLのPst1酵素(10U/μL)、及び3μLの超純水から構成された。チューブを37℃にて2時間、サーモサイクラーを用いてインキュベートした。この期間の経過後、さらに2μLのPst1酵素(10U/μL)を溶液に添加し、37℃にて2時間、サーモサイクラーを用いてインキュベートした。同じマイクロチューブで、Not1を用いた反応を行い、3.5μLのNot1酵素(10U/μL)、1.5μLのReat 2緩衝液及び2μLのNaCl(1M)を添加した。新たに2時間、37℃のインキュベートし、この期間の経過後、さらに2μLのNot1酵素を添加した。37℃のサーモサイクラーを用いて反応を一晩維持した。pAG1消化した断片を0.8%アガロースゲルにおいて分離し、前述のプロトコールに従って、PureLink(商標)Quick Gel Extraction(Invitrogen)キットを用いてゲルを抽出した。消化の第2工程では、より大きな断片(6.500pb)は、act2プロモーターの切り出しのために制限酵素BamHIで消化された。反応物は、0.5μLのBamHI酵素、15μLのReact 3緩衝液、12μLのDNA消化断片、及び1μLの超純水から構成された。サーモサイクラーを用いて、マイクロチューブを2時間、37℃にてインキュベートした。この期間の経過後、さらに0.5μLのBamHI酵素を添加し、反応物をさらに37℃にて一晩インキュベートした。断片を0.8%アガロースゲルにおいて分離し、より大きな断片(Gus遺伝子、プラスミドDNA、Ori及びNosに対応する)は、製造業者の使用説明書に従って、PureLink(商標)Quick Gel Extraction(Invitrogen)キットを用いてゲル精製した。親菌株BRS133と耐性個体JF7027から異なる増幅されたプロモーターを含む発現カセット構築物を得るために、連結反応は、11μLの超純水、それぞれ試験した試料からの2μL(約10ng)のAhas断片、1μL(約10ng)のGus断片、Gmhsp17.6−Lプロモーター由来の1μL(約10ng)の精製されたバンド、4μLのリガーゼ緩衝液及び1μLのT4リガーゼ酵素を混合して行った。反応を一晩、14℃にてインキュベートした。2つの選択した試料由来のプロモーター領域断片は、プライマーpSoyHspPstI F(5’GGG CTG CAG GAA TTC TGA AAT TGG GTC TTT TTG3’)及びpSoyHspBamHI R(5’CCC GGA TCC AAT GGG GAC ACT CGA GGT ATT3’)を用いて、ゲノムDNAから増幅された。プライマーにおいて設計及び合成された制限酵素部位により、act2プロモーターを従前に位置したのと同じ位置で正しい配向のGmhsp17.6−L遺伝子のプロモーターのクローニングが可能になった。前述のプロトコールに従って、E.coli細胞、DH10B菌株は、カセットの連結反応を用いてエレクトロポレートされ、LB培地中で一晩、37℃にて増殖させた。得られたコロニーから、特定のプライマーを用いた一連のPCR増幅、制限酵素を用いた消化反応は、構築物のクローニングが成功したことを検証するために行われた。発現カセットが得られたという成功を証明するこの工程後、Gmhsp17.6−L遺伝子のプロモーター領域に特異的なプライマー、pAG1プラスミドの、Ahas遺伝子(654bp)については(Ahas1 F5’ACT AGA GAT TCC AGC GTC AC3’;Ahas2 R5’GTG GCT ATA CAG ATA CCT GG3’)、及びNosターミネーターについては(Nos1 F5’GAA TCC TGT TGC CGG TCT TG3’; Nos3 R5’TTA TCC TAG TTT GCG CGC TA3’)を用いてPCR反応は、全ての得られた試料を用いて行われた。図14、15及び16は、それぞれ、得られた発現カセットの各々の12試料のGmhsp17.6−Lのプロモーター領域の増幅、Ahasの一部及びNos領域の一部を示す。 Expression cassettes containing the promoter regions of 8 analyzed samples BRS133, PI595099, 256-S, 266-S, JF7002, JF2027 and JF7056 were obtained, for a total of 96 cassettes (12 for each material). rice field. However, only two constructs were used in the next step of this test, which is AT (9), a cassette pAG1 / promoter containing an amplified promoter region from the susceptible parent BRS133 with a smaller number of inserts. Gmhsp Cassette pAG1 / promoter Gmhsp containing amplified promoter regions from individuals from the resistant population JF7027 with BRS133 and AT (32) It was JF7027. The plasmid pAG1 was chosen as a template for constructing an expression cassette. The designed strategy was the removal of the act2 promoter from the actin gene present in the plasmid and the insertion of the susceptible parent strain BRS133 and the amplified promoter from the material to be analyzed, which is an individual of the resistant population JF7027. .. The plasmid also shows the reporter gene Gus, which encodes the β-glucuronidase enzyme, which is allowed by visualization in transgenic embryos through histochemical assays if the transformation process with those cassettes is successful. In addition, the plasmid pAG1 was mutated at position 653 to cause the herbicide Imazapyr (2- [4,5-dihydro-4-methyl-4- (1-methylethyl) -5-oxo-1H-imidazol-2-yl). ] -3-Pyridinecarboxylic acid) (Tu et al. (2004), Weed control plasmids handbook; London: Academic) belongs to the herbicide imidazolinone-derived enzyme acetolactic acid pyruvate lyase that imparts resistance to imidazolinone. Includes a promoter (ahas 5), coding sequence (ahas) and terminator (ahast) of the als / ahas gene encoding (AHAS) -acetolactic acid synthase (ALS). In this way, this gene allows selection of positive plants in herbicide-containing media after transformation. FIG. 13 shows a plasmid map. To develop this strategy, plasmid DNA extraction was performed using the Wizard Plus Maxipreps DNA Purification System (Promega) kit. In this way, single colonies were inoculated into 2-5 mL of LB medium containing the antibiotic ampicillin (0.5 mg) and incubated at 37 ° C. for 8 hours at 200 rpm (pre-inoculation). .. 1 mL of pre-inoculation was transferred to 500 mL of LB / ampicillin medium and incubated at 37 ° C. for 12-20 hours with rotation at 200 rpm. Cells are dispensed into 250 mL tubes, centrifuged at 5.000 xg for 10 minutes at room temperature, the supernatant is discarded, and 15 mL of cell resuspension (50 mM Tris-HCl, pH 7.5, 19 mM EDTA). , 100 μg / mL RNase A) completely resuspended the pellet. 15 mL of cytolytic solution (0.2 M NaOH, 1% SDS) was added, inverted and mixed, and the solution was incubated for 20 minutes at room temperature. Next, 15 mL of neutralized solution (1.32 M potassium acetate, pH 4.8) was added, the solution was inverted and mixed, resulting in the formation of white flakes, the lysate being less viscous. Precipitated material contains genomic DNA, proteins, cell debris and SDS. Centrifugation was performed at 14.000 xg for 15 minutes at room temperature and the supernatant was filtered through a cylinder containing Whatman 1 filter paper. The volume was measured, transferred to a 50 mL centrifuge tube, 0.5 volume of isopropanol at room temperature was added, inverted and mixed. A new centrifugation step was performed at 14.000 xg for 15 minutes at room temperature, the supernatant was discarded and the pellet was resuspended in 2 mL TE buffer. To the solution containing this DNA, 10 mL of Wizard Maxipreps DNA Purified Resin® was added and the resin + DNA mixture was transferred to a Vacuum pump-linked Maxicolum. A vacuum was created and 25 mL of column wash solution (80 mM potassium acetate, 8.3 mM Tris-HCl, pH 7.5, 40 μM EDTA, 55% ethanol) was added and further evacuated. 5 mL of 80% ethanol was applied to the Maximolun and evacuated, after which the whole cough ethanol was passed through the column and evacuated for an additional minute. Next, Maxicolum was transferred to a 50 mL falcon tube and centrifuged at 1.300 xg for 5 minutes. Vacuum was applied for an additional 5 minutes to allow the resin to dry. Finally, Maxicolum was transferred from the kit to the provided tube and 1.5 mL of preheated water (65 ° C-70 ° C) was added to the column. After 1 minute, a centrifugation step (1.300 × g, 5 minutes, room temperature) was performed to elute the DNA. After extraction, plasmid DNA was quantified and its integrity verified on a 1% agarose gel. Restriction enzyme digestion was performed on the act2 promoter excision (-1000 bp). In the first step, pAG1 was subjected to double digestion with the enzymes Pst1 and Not1. This digestion resulted in approximately 5.500 bp (corresponding to the promoter-ahas 5, coding sequence-ahas and terminator-ahast of the als / ahas gene) and 6.500 bp (corresponding to the Gus gene, act2 promoter and plasmid backbone, Ori and Nos). (Corresponding) two fragments were obtained. The digestion reaction consisted of 10 μL of plasmid DNA (approximately 1.5 μg), 2 μL of React 2 buffer, 5.0 μL of Pst1 enzyme (10 U / μL), and 3 μL of ultrapure water. The tubes were incubated at 37 ° C. for 2 hours using a thermal cycler. After this period, another 2 μL of Pst1 enzyme (10 U / μL) was added to the solution and incubated at 37 ° C. for 2 hours using a thermocycler. The reaction with Not1 was carried out in the same microtube, and 3.5 μL of Not1 enzyme (10 U / μL), 1.5 μL of Reat 2 buffer and 2 μL of NaCl (1 M) were added. A fresh incubation at 37 ° C. for 2 hours was followed by an additional 2 μL of Not1 enzyme. The reaction was maintained overnight using a 37 ° C. thermocycler. The pAG1 digested fragments were separated on a 0.8% agarose gel and the gel was extracted using the PureLink ™ Quick Gel Execution (Invitrogen) kit according to the protocol described above. In the second step of digestion, the larger fragment (6.500 pb) was digested with the restriction enzyme BamHI for excision of the act2 promoter. The reaction consisted of 0.5 μL of BamHI enzyme, 15 μL of React 3 buffer, 12 μL of DNA digestion fragment, and 1 μL of ultrapure water. Using a thermocycler, the microtubes were incubated for 2 hours at 37 ° C. After this period, an additional 0.5 μL of BamHI enzyme was added and the reaction was further incubated overnight at 37 ° C. Fragments are separated on a 0.8% agarose gel and larger fragments (corresponding to Gus gene, plasmid DNA, Ori and Nos) are prepared according to the manufacturer's instructions for the PureLink ™ Quick Gel Extraction (Invitrogen) kit. Was purified by gel. To obtain an expression cassette construct containing different amplified promoters from the parent strain BRS133 and resistant individual JF7027, the ligation reaction was 11 μL ultrapure water, 2 μL (about 10 ng) Ahas fragment from each tested sample, 1 μL ( About 10 ng) of Gus fragment, 1 μL (about 10 ng) of purified band from the Gmhsp17.6-L promoter, 4 μL of ligase buffer and 1 μL of T4 ligase enzyme were mixed. The reaction was incubated overnight at 14 ° C. Promoter region fragments from two selected samples are primer pSoyHspPstI F (5'GGG CTG CAG GAA TTC TGA AAT TGG GTC TTT TTG3') and pSoyHspBamHI It was amplified from genomic DNA using R (5'CCC GGA TCC AAT GGG GAC ACT CGA GGT ATT3'). The restriction enzyme sites designed and synthesized in the primers allowed cloning of the Gmhsp17.6-L gene promoter in the correct orientation at the same position where the act2 promoter was previously located. According to the protocol described above, E.I. The colli cells, DH10B strain, were electroporated using a cassette ligation reaction and grown overnight in LB medium at 37 ° C. From the obtained colonies, a series of PCR amplification using specific primers and a digestion reaction using restriction enzymes were performed to verify the successful cloning of the construct. After this step to prove the success that the expression cassette was obtained, for the Ahas gene (654bp) of the pAG1 plasmid, a primer specific for the promoter region of the Gmhsp17.6-L gene (Ahas1). F5'ACT AGA GAT TCC AGC GTC AC3'; Ahas2 For R5'GTG GCT ATA CAG ATA CCT GG3') and Nos Terminator (Nos1) F5'GAA TCC TGT TGC CGG TCT TG3'; Nos3 PCR reactions using R5'TTA TCC TAG TTT GCG CGC TA3') were performed using all the obtained samples. FIGS. 14, 15 and 16 show the amplification of the promoter region of Gmhsp17.6-L, part of Ahas and part of Nos region, respectively, of each of the 12 samples of the obtained expression cassette.

実施例5:一時的発現又はGUS(β−グルクロニダーゼ)活性の研究
粒子衝突を介したトランスジェニック植物の取得
発現カセットpAG1/プロモーターGmHSP BRS133及びpAG1/プロモーターGmHSP JF7027を用いて形質転換されたトランスジェニック植物を得るために、最初に、プラスミドDNA抽出を前述のプロトコールに従って行った。この手法により、バイオバリティクス法、遺伝子銃法又は粒子衝突を介した形質転換手法に使用されるのに十分な多量のプラスミドDNAが得られた。この手法では、植物中の遺伝材料の導入は、微粒子を用いて行われ、通常、内因性DNAで被覆された、0.4〜0.2mmの直径を有する金又はタングステンでできている。粒子を対象のDNA分子で被覆し、高圧下でのヘリウムガス放電によって引き起こされる衝撃波により高速で加速し、発射する。標的細胞又は組織に衝突した場合、破壊することなしに細胞壁及び原形質膜を貫通し(Klein et al.(1987),Nature 327:70−73)、内因性DNAは、細胞液の作用によって微粒子から解離し、植物ゲノムに組み込まれなければならない。インビトロで培養され、再生された後、これらのトランスジェニック組織又は細胞は、遺伝子改変された植物を生じる(Brasileiro and Aragao(2001),Plant Biotechnol J.3(3):113−121;Rech et al.(2008),Nat Protoc 3:410−418)。
Example 5: Study of transient expression or GUS (β-glucuronidase) activity Acquisition of transgenic plants through particle collisions Expression cassette pAG1 / promoter GmHSP BRS133 and pAG1 / promoter GmHSP To obtain transgenic plants transformed with JF7027, plasmid DNA extraction was first performed according to the protocol described above. This technique yielded a sufficient amount of plasmid DNA for use in biovaritics, gene gun methods, or transformation techniques via particle collisions. In this technique, the introduction of genetic material into the plant is carried out with fine particles and is usually made of gold or tungsten with a diameter of 0.4-0.2 mm, coated with endogenous DNA. The particles are coated with the DNA molecule of interest and accelerated and fired at high speed by the shock wave generated by the helium gas discharge under high pressure. When colliding with a target cell or tissue, it penetrates the cell wall and plasma membrane without destruction (Klein et al. (1987), Nature 327: 70-73), and the endogenous DNA is microscopic by the action of the cell fluid. Must be dissociated from and integrated into the plant genome. After being cultured and regenerated in vitro, these transgenic tissues or cells give rise to genetically modified plants (Brasilio and Aragao (2001), Plant Biotechnol J.3 (3): 113-121; Rech et al. (2008), Nat Protoc 3: 410-418).

種子除染
根こぶ線虫にともに感受性である品種BRS133及びPintado由来の大豆種子を用いた。計量後、種子は、70%エタノールで10分間、その後、1%ナトリウム(V/V)で20分間の浸漬により除染された。層流フード中で、オートクレーブした蒸留水で種子を3回洗浄し、種子の2倍量の水に埋め込み、約16時間〜18時間、水和のために浸漬し続けた。
Seed decontamination Soybean seeds derived from cultivars BRS133 and Pintado, which are both sensitive to root-knot nematodes, were used. After weighing, the seeds were decontaminated by soaking in 70% ethanol for 10 minutes and then in 1% sodium (V / V) for 20 minutes. In the laminar flow hood, the seeds were washed 3 times with autoclaved distilled water, embedded in twice the amount of water of the seeds and continued to soak for hydration for about 16-18 hours.

胚の単離及び衝突用の支持プレートの調製
除湿機及び低い部屋の湿度にするエアコンを用いて、水和された種子から胚を単離した。無菌した鉗子及び外科用ブレードの助けにより、種子を切開し、胚軸を除き、乾燥を避けるため、蒸留水を含むペトリディッシュに移した。次に、実体顕微鏡の助けにより、葉原基を切り出し、頂端分裂組織領域を露呈した。層流フード中のフィルターペーパーに胚を移し、過剰な水を取り除き、それは、屈折する粒子に対する障壁として振る舞う形質転換効率を低下させることができる。衝突について、16mm径の中心塩(デッドゾーン)は、無菌鉗子を用いて、MS培地(Murashige and Skoog Salt)、3%スクロース及び0.8%フィタゲル(pH5.7)を含む小さなペトリディッシュ中に設計された。実体顕微鏡の助けにより、プレート中の溝に胚を配置し、頂端分裂組織領域を上に向けた。担体メンブレン支持体及び支持シリンダーを火で滅菌し、4つの破壊メンブレンセットを別々にし、使用するまでイソプロパノール中に浸漬し続けた。担体メンブレンをそれらの支持体中に集めた。
Embryo isolation and preparation of support plates for collision Embryos were isolated from hydrated seeds using a dehumidifier and an air conditioner with low room humidity. With the help of sterile forceps and surgical blades, seeds were incised, the hypocotyls were removed and transferred to a petridish containing distilled water to avoid drying. Next, with the help of a stereomicroscope, the leaf primordia were excised to expose the apical meristem region. The embryos are transferred to a filter paper in a laminar flow hood to remove excess water, which can reduce the efficiency of transformation, which acts as a barrier to refracting particles. For collisions, 16 mm diameter central salt (dead zone) was used with sterile forceps in a small petridish containing MS medium (Murashige and Skoog Salt), 3% sucrose and 0.8% fitagel (pH 5.7). Designed. With the help of a stereomicroscope, embryos were placed in grooves in the plate with the apical meristem region facing up. The carrier membrane support and support cylinder were fire sterilized and the four disrupted membrane sets were separated and continued to be immersed in isopropanol until use. Carrier membranes were collected in their supports.

タングステン微粒子の滅菌及び洗浄
遠沈管において、60mgのM10タングステン微粒子を計量し、それは、約100回の発射には十分な材料である。この遠沈管に、10mLの70%エタノールを添加した;溶液を激しくホモジナイズし、撹拌機上で、動きを維持するには十分な速度で15分間維持した。15.000gで5分の遠心分離工程を行い、微粒子沈下の阻害を避けるために、マイクロピペットの助けにより、上清を除去し、捨てた。1mLの滅菌蒸留水をこのチューブに添加し、混合物を撹拌機を用いて激しくホモジナイズし、もう一度15.000gで5分間遠心分離した。上清を捨て、洗浄工程を2回繰り返した。最終洗浄し、上清を捨てた後、微粒子を1mLの50%グリセロール(V/V)中に再懸濁した。
Sterilization and cleaning of tungsten particles In a centrifuge tube, weigh 60 mg of M10 tungsten particles, which is sufficient material for about 100 firings. To this centrifuge tube was added 10 mL of 70% ethanol; the solution was vigorously homogenized and maintained on a stirrer at a rate sufficient to maintain motion for 15 minutes. A 5-minute centrifugation step was performed at 15,000 g and the supernatant was removed and discarded with the help of a micropipette to avoid inhibition of particulate settlement. 1 mL of sterile distilled water was added to the tube, the mixture was vigorously homogenized using a stirrer and again centrifuged at 15,000 g for 5 minutes. The supernatant was discarded and the washing step was repeated twice. After final washing and discarding the supernatant, the microparticles were resuspended in 1 mL of 50% glycerol (V / V).

タングステン微粒子のDNAコーティング
1.5mLの遠沈管に、50μLの微粒子懸濁液を分注し、ホモジナイゼーションのために15分間ソニケーターに供し、このようにして、微粒子の凝集を避け、均一な沈殿を可能にした。最小6μgに同等なDNAを上清に添加し、マイクロピペットの助けにより、穏やかにホモジナイズした。50μLのCaCl2(2.5M)を溶液に添加し、穏やかにホモジナイズした後、20μLのスペルミジンを添加した。さらにホモジナイゼーション後、適合したチューブ撹拌機で、溶液を10分間、室温にて、穏やかに回転させながらインキュベートした。チューブを10秒間、最大速度で沈降させ、上清を注意深く除去し、捨て、微粒子の再懸濁液を避けた。150μLの100%エタノールを添加した;溶液を激しくホモジナイズし、10秒間、最大速度(スピン)でもう一度遠心分離した。上清を除去し、洗浄工程をもう一度繰り返した。上清を捨てた後、最終洗浄で、24μLの100%エタノールは、激しくホモジナイズされた試料に添加された。最後に、上清の3.2μLのアリコートは、メンブレン支持体上に予め配置された各担体メンブレンの中心領域に適用された。各沈殿は、DNAで被覆された微粒子を含む6個の担体メンブレンを調製するには十分である。微粒子の適用後、シリカゲルを含むプレート上でメンブレンを即座に保存し、解剖チャンバーに維持した。それは、50%を超える空気の相対湿度の状態へのDNA被覆された微粒子の曝露が凝集を可能するためであり、結果として、外来遺伝子発現の頻度を減少させる。
DNA coating of tungsten microparticles 50 μL of microparticle suspension was dispensed into a 1.5 mL centrifuge tube and subjected to a sonicator for 15 minutes for homozygousization, thus avoiding microparticle aggregation and uniform precipitation. Made possible. A minimum of 6 μg of equivalent DNA was added to the supernatant and gently homogenized with the help of a micropipette. 50 μL of CaCl 2 (2.5 M) was added to the solution, gently homogenized, and then 20 μL of spermidine was added. After homozygation, the solution was incubated in a suitable tube stirrer for 10 minutes at room temperature with gentle rotation. The tube was allowed to settle at maximum rate for 10 seconds, the supernatant was carefully removed and discarded to avoid resuspension of the particulates. 150 μL of 100% ethanol was added; the solution was vigorously homogenized and centrifuged again at maximum speed (spin) for 10 seconds. The supernatant was removed and the washing step was repeated once more. After discarding the supernatant, in the final wash, 24 μL of 100% ethanol was added to the vigorously homogenized sample. Finally, a 3.2 μL aliquot of the supernatant was applied to the central region of each carrier membrane pre-positioned on the membrane support. Each precipitate is sufficient to prepare six carrier membranes containing DNA-coated microparticles. After application of the microparticles, the membrane was immediately stored on a plate containing silica gel and maintained in the dissection chamber. This is because exposure of DNA-coated microparticles to air relative humidity conditions greater than 50% allows for aggregation, resulting in a reduced frequency of foreign gene expression.

遺伝子銃の使用及び衝突実験
いくつかの変更を加えたが、Aragaoら(Crop.Sci.42:1298−1302(2002))によって開発されたプロトコールに従って、根こぶ線虫に感受性である品種BRS133及びPintado由来の大豆種子胚の分裂組織部位を発射の標的とした。衝突前、層流フードを70%エタノールで清潔にし、UV照射(15分間)により滅菌した。保持スクリーン、胚を含むペトリディッシュ、4つセットであり、イソプロパノールに浸漬した破壊メンブレン、及び外来DNAを含む担体メンブレンをオペレーターの近くに維持した。ヘリウムガスシリンダーのバルブを開け、圧力を1.200psiに設定した。その後、破壊メンブレンセット(300psi/メンブレン)は、高圧ヘリウムガスチャンバーの遠端に配置し、密封スクリューをきつく閉め、高圧チャンバーを反転させ、真空チャンバーにフィットさせた。衝突されるべき材料を含むプレートを配置し、支持体シリンダー上に、DNA被覆された微粒子を含む、保持スクリーン及び担体メンブレン支持体も配置した。注意深く、支持体シリンダーを配置し、真空チャンバーを閉めた。圧力が27pol/Hgに到達するまで、チャンバー内で真空を可能にする値を緩やかに開け、このとき、このバルブを閉じた。高圧チャンバー内にヘリウムガスを押し込めるバルブを開き、破壊膜がヘリウムガスの存在により曲がりを示したとき、引き金を押すことによって発射した。発射後、バルブを閉じ、一方、高圧チャンバーからのヘリウムガスを放出するバルブを開いた。その後、真空を開放するバルブをゆっくり開け、衝突される胚を含むプレートを装置から取り出した。各衝突では、これらの工程を繰り返した。各衝突後、大部分の胚を異なるプレートに移し、非生物的及び生物的ストレスに供した。しかしながら、いくつかの胚は、BAP 5mg/mL(ベンジルアミノプリン)3%スクロース、0.6%寒天(pH)を添加したMS培地を含むプレートに移し、その中で、再生誘導のために、18時間維持され、28℃で光から保護された。
Use of genetic guns and collision experiments With some modifications, the varieties BRS133 and are susceptible to root-knot nematodes according to the protocol developed by Aragao et al. (Crop. Sci. 42: 1298-1302 (2002)). The meristem site of soybean seed embryos derived from Pintado was targeted for launch. Prior to collision, the laminar flow hood was cleaned with 70% ethanol and sterilized by UV irradiation (15 minutes). A retention screen, a petri dish containing embryos, a set of four, a disrupted membrane immersed in isopropanol, and a carrier membrane containing foreign DNA were maintained close to the operator. The valve of the helium gas cylinder was opened and the pressure was set to 1.200 psi. The fracture membrane set (300 psi / membrane) was then placed at the far end of the high pressure helium gas chamber, the sealing screw was tightly closed, the high pressure chamber was inverted and fitted into the vacuum chamber. A plate containing the material to be abutted was placed and a retention screen and carrier membrane support containing DNA-coated microparticles were also placed on the support cylinder. Carefully placed the support cylinder and closed the vacuum chamber. The value allowing vacuum was gently opened in the chamber until the pressure reached 27 pol / Hg, at which time the valve was closed. A valve was opened to push helium gas into the high pressure chamber, and when the fracture membrane showed bending due to the presence of helium gas, it was fired by pushing the trigger. After firing, the valve was closed, while the valve that released helium gas from the high pressure chamber was opened. The vacuum-releasing valve was then slowly opened and the plate containing the embryos to be collided was removed from the device. In each collision, these steps were repeated. After each collision, most embryos were transferred to different plates and subjected to abiotic and biological stress. However, some embryos were transferred to plates containing MS medium supplemented with BAP 5 mg / mL (benzylaminopurine) 3% sucrose, 0.6% agar (pH), in which, for induction of regeneration, It was maintained for 18 hours and protected from light at 28 ° C.

トランスジェニック胚の選択
トランスジェニック細胞と非トランスジェニック細胞との識別は、個別に又は同じ形質転換ベクター中の対象遺伝子に連結して、酵素活性を有するタンパク質を発現する選択遺伝子を植物ゲノムに導入することにより行うことができる。作用様式に従って、マーカー遺伝子は、抗生物質への耐性を付与する遺伝子、除草剤への耐性を付与する遺伝子、及びポジティブ選択を有するマーカー遺伝子として分類される(Brasileiro and Dusi (1999),In:TORRES,A.C;CALDAS,L.S.;BUSO,J.A.Ed.Cultura de tecidos.and transformagao genetica de Plantas.Brasilia:Embrapa−SPI/Embrapa−CNPH,1999.p.679−735.v.2)。遺伝子ahasは、除草剤への耐性を付与する遺伝子に分類される。この遺伝子は、アセトヒドロキシル酸シンターゼ(AHAS)酵素の改変形態をコードし、アセト乳酸シンターゼ(ALS)としても知られている。この配列の653位への変異により、アスパラギンによるセリンの置換をもたらし、改変酵素を生じさせ、除草剤クラスのイミダゾリノンによって認識されない。この遺伝子で形質転換された分裂組織細胞は、選択分子の分裂組織部位への全体の転移及び内因性AHAS酵素の不活性化の基づくプロセスにおいて、除草剤Imazapyrの存在下で選択される。選択剤は頂端分裂組織に局在するため、非トランスジェニック細胞は死滅し、植物に生育するトランスジェニック細胞の生存が支持される(Aragao and Brasileiro(2002),J.P.Physio,14(I))。このようにして、再生後、いくつかの胚は、選択培地MS、3&スクロース、0.15μMのImazapyr除草剤、0.8%寒天及びB5ビタミン(pH5.7)を含むプラスチックカップに移され、約45日間、成長チャンバーで、28℃にて、16時間の光周期で生育された。光強度は50μmol m−2s−1であり、相対湿度は80%を超えた。次に、再生された植物は、オートクレーブされた砂:バーミキュライト(1:1)を含むプラスチックカップに移され、栄養溶液(pH6.6)で加筆された。後に、順化のために、カップをプラスチックバックで覆い、必要に応じて栄養溶液で散水し、さらに28〜30日間、成長チャンバーで生育した。順化のこの器官の経過後、プラスチックバッグを取り除き、特異的プライマーを用いたPCR技術を介して、分子分析及び陽性植物の特定のために試料回収が可能な限り、通常に発育させることができた。
Selection of transgenic embryos To distinguish between transgenic and non-transgenic cells, a selection gene that expresses a protein with enzymatic activity is introduced into the plant genome, either individually or by linking to a gene of interest in the same transformation vector. It can be done by. According to the mode of action, marker genes are classified as genes that confer resistance to antibiotics, genes that confer resistance to herbicides, and marker genes with positive selection (Brasileiro and Dushi (1999), In: TORRES). , AC; CALDAS, L.S .; BUSO, JA Ed. Cultura de tecidos. And transformagao genetica de Plantas. Brasilia: Embrapa-SPI / Embra 2). The gene ahas is classified as a gene that confer resistance to herbicides. This gene encodes a modified form of the acetolactate synthase (AHAS) enzyme and is also known as acetolactate synthase (ALS). Mutation of this sequence to position 653 results in the substitution of serin by asparagine, resulting in a modifying enzyme, which is not recognized by the herbicide class imidazolinone. Meristem cells transformed with this gene are selected in the presence of the herbicide Imazapyr in a process based on the total transfer of selected molecules to the meristem site and inactivation of the endogenous AHAS enzyme. Since the selective agent is localized in the apical meristem, non-transgenic cells are killed and the survival of transgenic cells growing in the plant is supported (Aragao and Brasileiro (2002), JP Physio, 14 (I). )). In this way, after regeneration, some embryos are transferred to a plastic cup containing selective medium MS, 3 & sucrose, 0.15 μM Imazapyr herbicide, 0.8% agar and B5 vitamin (pH 5.7). It was grown in a growth chamber at 28 ° C. for about 45 days with a light cycle of 16 hours. The light intensity was 50 μmol m-2s-1, and the relative humidity exceeded 80%. The regenerated plants were then transferred to a plastic cup containing autoclaved sand: vermiculite (1: 1) and retouched with nutrient solution (pH 6.6). Later, for acclimatization, the cups were covered with a plastic bag, sprinkled with nutrient solution as needed, and grown in a growth chamber for an additional 28-30 days. After this organ of acclimation, the plastic bag can be removed and allowed to grow normally as long as sample collection is possible for molecular analysis and identification of positive plants via PCR techniques with specific primers. rice field.

種々のストレスに供されたトランスジェニック胚を用いた実験
根こぶ線虫に感受性であり、種々の発現カセット(親感受性株BRS133(S−pAG1/プロモーターGmHSP BRS133)及び耐性集団JF7027由来の個体(R−pAG1/プロモーターGmHSP JF7027)から増幅されたGmhsp17.6−L遺伝子のプロモーター領域を含む)で形質転換された大豆品種BRS133及びPintado由来の胚は、生物的ストレス、この場合は、M.ジャワニカのジャワニカJ2による接種、及び非生物的ストレス、例えば、熱、冷却、塩分及び脱水(干ばつ)に供された。非トランスジェニック胚(CN−負の対象)及びpAG1プラスミドのみで形質転換した胚(CP−正の対象)を同じ処置に供した。熱ストレスを適用し、胚を25℃(室温)、35℃及び45℃(温室中)にて維持した。4℃(冷蔵庫)及び15℃(温室)の処理は冷却ストレスに用いた。これらのストレスは、2時間、4時間、及び24時間の時点で溶液中で胚に適用された。脱水(干ばつ)は、温室にて37℃にて行い、フィルターペーパー上で2時間、4時間、及び6時間の時点で維持した。塩分ストレスについては、胚は、200mM及び400mMのNaCl濃度で24時間維持された。生物的ストレスは、24時間、48時間、及び72時間、J2発生段階(2.000〜3.000のJ2/mL)で線虫を含む溶液で胚を維持することによって行われた。図17は、ストレスをどのように適用したかを示す。
Experiments with transgenic embryos subjected to various stresses Sensitive to root-knot nematodes and various expression cassettes (parent-sensitive strain BRS133 (S-pAG1 / promoter GmHSP) Embryos derived from soybean varieties BRS133 and Pintado transformed with BRS133) and individuals derived from the resistant population JF7027 (including the promoter region of the Gmhsp17.6-L gene amplified from R-pAG1 / promoter GmHSP JF7027) are living organisms. Stress, in this case M. Javanica was inoculated with Javanica J2 and subjected to abiotic stresses such as heat, cooling, salt and dehydration (drought). Non-transgenic embryos (CN-negative subjects) and embryos transformed with only the pAG1 plasmid (CP-positive subjects) were subjected to the same treatment. Heat stress was applied and embryos were maintained at 25 ° C. (room temperature), 35 ° C. and 45 ° C. (in a greenhouse). Treatments at 4 ° C (refrigerator) and 15 ° C (greenhouse) were used for cooling stress. These stresses were applied to the embryos in solution at 2, 4, and 24 hours. Dehydration (drought) was performed in a greenhouse at 37 ° C. and maintained on filter paper at 2 hours, 4 hours, and 6 hours. For salt stress, embryos were maintained at NaCl concentrations of 200 mM and 400 mM for 24 hours. Biological stress was performed by maintaining the embryos in a solution containing nematodes at the J2 developmental stage (2.00-3.000 J2 / mL) for 24 hours, 48 hours, and 72 hours. FIG. 17 shows how stress was applied.

種々の発現カセットを用いて形質転換され、種々のストレスに供された胚における組織化学的アッセイ
Gus遺伝子の発現産物は、組織化学的アッセイを通じて、植物組織におけるその酵素的活性を検出することによって、選択のマーカーレポーターとして使用され得る。この定量的方法は、b−グルクロニダーゼ酵素によって、酸素の存在下で不溶性の青色沈澱物をもたらす二量体を生じさせる、5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−b−D−グルクロニド(X−gluc)基質の開裂に基づいている。この方法論は、組織特異性、プロモーターの単離、トランスジェニック植物の同定、及び移動条件に関する遺伝子発現制御研究を補助する(Brasileiro(1998),In:Brasileiro,A.C.M.;Carneiro,V.T.C.(ed.).Manual de trans formacao genetica de plantas.Brasilia:Embrapa − SPI/Embrapa−Cenargen,1998,p.143−154;Aragao et al.(2000),Theor.Appl.Gen,101:1−6))。このようにして、種々のカセットで形質転換され、その後に種々のストレスに供された、2つの遺伝子型であるBRS133とPintadoの胚をプレートに移し、試料を覆うには十分な体積でX−Gluc反応緩衝液を添加した。この緩衝液は、85mLのジメチルホルムアミド中に8.5mgのX−Glucを希釈することによって調製された。リン酸緩衝液(NaH2PO4−50mM pH7.0)は、17mL、最後は17mLのTriton X−100の体積に添加された。この溶液を調製後、冷蔵庫で保存した。胚及び緩衝液を含むプレートを密封し、暗所中、温室にて37℃で約16時間インキュベートした。その後、緩衝液を取り除き、1mLの70%エタノールを添加して、反応を停止させた。試料を実体顕微鏡(SQZ−DS4−BI(Tecnival))下で分析し、画像を獲得して結果を書面にした。組織化学的アッセイは、ストレスに供した後、試薬X−Glucが実施さえると、品種BRS133はより強い応答を示すことが示され、これは、青色スポットが明確であり、形質転換された細胞を示す制限された領域において視認されるためである。この不溶性の青色沈澱物は、β−グルクロニダーゼをコードする構築カセットに存在するGus遺伝子反応産物であり、この酵素は、O2の存在下で沈殿する二量体を形成するX−Gluc基質と反応する。品種Pintadoからの胚アッセイ結果を分析する場合、ストレスの大部分において、正の青色スポットは検出されなかった。この品種では、内因性GUS発現がより高く、完全な青色胚をもたらし、その結果が分析と干渉する。大豆胚のバックグランド内因性GUS活性は以前の研究において報告されていた。Hu及び共同研究者(Plant Cell Reports,9:1−5,1990)は、53の種々の植物種を分析し、葉、果実部分、種子及び胚における固有のGUS活性を試験した。この研究では、大豆は、新鮮な果実由来の成熟胚と脱水された種子の成熟胚において、強力な正の染色を示し、内因性GUS活性の結果を示した。このようにして、熱ストレスは、温室中で2時間、4時間、及び24時間、25℃、35℃、及び45℃の温度にトランスジェニック胚を供することによって適用された。図18、19及び20は、それぞれ、試験された両品種に対するこれらの処置を示す。冷却ストレスは、冷蔵庫及び温室中で、2時間、4時間、及び24時間、4℃及び15℃の温度にトランスジェニック胚を供することによって適用された(図21及び22)。このストレスについて、組織化学的反応の陽性青色スポットに関する、品種間の相違は、Pintado胚においてより非常に顕著であり、それらは構造的に青色であり、内因性GUS活性に起因している。従前の文献(Hu et al.(1990),Plant Cell Reports,9:1−5)に記載されている。もう一度、品種BRS133由来の胚は、組織化学的アッセイに対してより良好な応答を示し、それは、この品種が選択されるものであり、この研究の次の工程で使用されなければならないことを示す。塩分ストレス実験は、対照としての水、200mM、400mMの濃度のNaCl濃度に24時間、トランスジェニック胚を維持することによって行われた。品種BRS133由来の胚は、このアッセイに正に応答し続け、制限された領域で青色スポットを示し、以前のストレスとは相違し、品種Pintadoは明らかでありかつ検出可能な応答を示さなかった。図23はそれらの結果を示す。干ばつストレスは、フィルターペーパー上に37℃で胚を配置し、温室中で2時間、4時間、及び6時間維持することによって適用された。もう一度、品種BRS133は、組織化学的アッセイに陽性応答を示し、一方、品種Pintadoは、再度、陰性応答を示した。後者は、図24に示される通り、内因性GUS発現の結果として、胚の非特異的な青色染色を示した。根こぶ線虫M.ジャワニカの感染段階であるジャワニカJ2を用いて、品種BRS133及びPintado由来の胚への感染は生物的ストレスを構築した。約2000〜3000のJ2/ mLをトランスジェニック試料とともにインキュベートし、24時間、48時間及び72時間維持した。結果は、品種BRS133(図25)は、組織化学的アッセイの陽性の青色スポットを示したことを表し、これは、カセット発現が満足いくように起きたことを示す。この時間を経過したとき、胚は、それらの局面が改変され、赤茶色を示し、対照試料を含むことを示している。この変化は、72時間後により視認され、感染時に、ホルモン及び物質を注射する染色の感染形態によって胚を攻撃することによって引き起こすことができ、それは、宿主植物の根において起こるのと同じように、細胞改変を可能にする。しかしながら、Rと命名された胚は、耐性カセットpAG1/プロモーターGmhsp JF7027で形質転換されたものであり、影響が少ないという局面を有し、72時間で接種された試料は、元の局面を維持し、白色であり、これは、どうも、より高い数のAT(n)繰り返しで、耐性集団JF7027からの個体由来のGmhsp17.β−L遺伝子のプロモーター領域を含むカセットが、おそらく、より高い発現レベルのシャペロンにより、病原体攻撃に対するより良好な応答を示すことを示唆している。Pintado由来の胚はまた、J2線虫の接種により生物的ストレスに供された場合、構成的に青色に染色される組織化学的アッセイに対して負の応答に加えて、色の変化の応答を示し、48時間から、特に72時間からより顕著であった。図26は結果を示す。
Histochemical assay in embryos transformed with various expression cassettes and subjected to various stresses The expression product of the Gus gene is detected by detecting its enzymatic activity in plant tissue through histochemical assays. Can be used as a marker reporter of choice. This quantitative method uses the b-glucuronidase enzyme to produce a dimer that results in an insoluble blue precipitate in the presence of oxygen, 5-bromo-4-chloro-3-indrill-b-D-glucuronide (X). -Gluc) Based on cleavage of the substrate. This methodology assists in gene expression control studies on tissue specificity, promoter isolation, transgenic plant identification, and migration conditions (Brassileiro (1998), In: Brasileiro, A.C.M .; Carneiro, V. TC (ed.). 101: 1-6)). In this way, embryos of the two genotypes BRS133 and Pintado, transformed in different cassettes and subsequently subjected to different stresses, were transferred to a plate in a volume sufficient to cover the sample. Gluc reaction buffer was added. This buffer was prepared by diluting 8.5 mg of X-Gluc in 85 mL of dimethylformamide. Phosphate buffer (NaH2PO4-50 mM pH 7.0) was added to a volume of 17 mL, and finally 17 mL of Triton X-100. After preparing this solution, it was stored in the refrigerator. Plates containing embryos and buffer were sealed and incubated in the dark at 37 ° C. for about 16 hours. The buffer was then removed and 1 mL of 70% ethanol was added to terminate the reaction. The sample was analyzed under a stereomicroscope (SQZ-DS4-BI (Technival)), images were acquired and the results were documented. Histochemical assays showed that cultivar BRS133 showed a stronger response when subjected to reagent X-Gluc after stressing, which showed clear blue spots and transformed cells. This is because it is visible in the restricted area shown. This insoluble blue precipitate is a Gus gene reaction product present in the construct cassette encoding β-glucuronidase, which reacts with the X-Gluc substrate, which forms a dimer that precipitates in the presence of O2. .. When analyzing embryonic assay results from cultivar Pintado, no positive blue spots were detected for most of the stress. In this variety, endogenous GUS expression is higher, resulting in a complete blue embryo, the result of which interferes with the analysis. Background endogenous GUS activity in soybean embryos has been reported in previous studies. Hu and collaborators (Plant Cell Reports, 9: 1-5, 1990) analyzed 53 different plant species and tested their unique GUS activity in leaves, fruit parts, seeds and embryos. In this study, soybeans showed strong positive staining in mature embryos derived from fresh fruits and mature embryos of dehydrated seeds, demonstrating the results of endogenous GUS activity. In this way, heat stress was applied by subjecting transgenic embryos to temperatures of 25 ° C, 35 ° C, and 45 ° C for 2 hours, 4 hours, and 24 hours in a greenhouse. Figures 18, 19 and 20 show these treatments for both varieties tested, respectively. Cooling stress was applied by subjecting transgenic embryos to temperatures of 4 ° C and 15 ° C for 2 hours, 4 hours, and 24 hours in a refrigerator and greenhouse (FIGS. 21 and 22). For this stress, the differences between cultivars with respect to the positive blue spots of histochemical reactions are more pronounced in Pintado embryos, they are structurally blue and are due to endogenous GUS activity. It is described in the previous literature (Hu et al. (1990), Plant Cell Reports, 9: 1-5). Once again, embryos from cultivar BRS133 show a better response to the histochemical assay, indicating that this cultivar is the one of choice and must be used in the next step of this study. .. Salt stress experiments were performed by maintaining transgenic embryos in water as a control, NaCl concentrations of 200 mM, 400 mM for 24 hours. Embryos from cultivar BRS133 continued to respond positively to this assay, showing blue spots in restricted areas, and unlike previous stress, cultivar Pintado did not show a clear and detectable response. FIG. 23 shows those results. Drought stress was applied by placing embryos on filter paper at 37 ° C. and maintaining in a greenhouse for 2, 4, and 6 hours. Once again, cultivar BRS133 gave a positive response to the histochemical assay, while cultivar Pintado again gave a negative response. The latter showed non-specific blue staining of embryos as a result of endogenous GUS expression, as shown in FIG. Root hump nematode M. Using Javanica J2, which is the infection stage of Javanica, infection of embryos from cultivars BRS133 and Pintado established biological stress. Approximately 2000-3000 J2 / mL was incubated with transgenic samples and maintained for 24 hours, 48 hours and 72 hours. The results indicate that cultivar BRS133 (FIG. 25) showed a positive blue spot in the histochemical assay, indicating that cassette expression occurred satisfactorily. After this time, the embryos have their aspects modified and show a reddish-brown color, indicating that they contain a control sample. This change is more visible after 72 hours and can be caused by attacking the embryo by the infection form of the stain, which injects hormones and substances at the time of infection, as it occurs in the roots of the host plant. Allows cell modification. However, the embryo named R is a resistant cassette pAG1 / promoter Gmhsp. Samples transformed with JF7027 and having a less affected aspect, samples inoculated at 72 hours maintained the original aspect and were white, which apparently resulted in a higher number of ATs ( n) Repeatedly, Gmhsp17. From individuals from the resistant population JF7027. It is suggested that cassettes containing the promoter region of the β-L gene show a better response to pathogen attack, probably with higher expression levels of chaperones. Pintado-derived embryos also responded to color change in addition to a negative response to a histochemical assay that was constitutively stained blue when subjected to biological stress by inoculation with J2 nematodes. It was shown and was more pronounced from 48 hours, especially from 72 hours. FIG. 26 shows the results.

生物的ストレス及び非生物的ストレスに供された後、組織化学的アッセイはマーカー遺伝子Gusの存在を検出した、品種BRS133及びPintadoに対する示された結果から結論付けることがえきるが、しかし、高い内因性活性も、特に品種Pintadoにおいて観察され、異なる材料が形質転換プロセスへの明確な応答を示したことを示唆している。 After being subjected to biological and abiotic stress, histochemical assays detected the presence of the marker gene Gus, which can be concluded from the results shown for varieties BRS133 and Pintado, but with high endogeneity. Sexual activity was also observed, especially in the cultivar Pintado, suggesting that different materials showed a clear response to the transformation process.

Gus発現はまさに形質転換の証拠として考えられると言及するには価値があるが、植物ゲノムへのGus遺伝子の組込みの決定的証拠としては不十分である(Potrykus(1990),Physiologia Plantarum 79:129−134)。内因性DNA配列の組込みの決定的証拠は、分子生物学的技術を介して、特異的プローブを用いてゲノムDNAハイブリダイゼーションによって与えられる。 It is worth mentioning that Gus expression is just considered as evidence of transformation, but insufficient as conclusive evidence of integration of the Gus gene into the plant genome (Potrykus (1990), Physiologia Plantarum 79: 129). -134). Conclusive evidence of integration of endogenous DNA sequences is provided by genomic DNA hybridization using specific probes via molecular biology techniques.

Claims (5)

大豆植物における対象遺伝子の発現レベルを上方制御する方法であって、
(i)対象遺伝子に操作可能に連結されたプロモーターエレメントを含む発現カセットを用いて大豆植物細胞を安定に形質転換することであって、ここで前記プロモーターエレメントが、「AT」ヌクレオチド配列の9〜32個の反復からなる挿入物を含み、ここで前記プロモーターエレメントが、
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttttgatg tttttgttta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatctag aaggttgtag aagactagct agaacgtacg tattcgtgtg gagaagtcct gaagtttatc gaatcatcta aaactgctaa aatagcaaac aacattatat tgtaaacaat atttttctgg aacatacaag agtatccttt cacttccttt aaatacctcg agtgtcccca ttgac;
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttttgatg tttttgttta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatct agaaggttgt agaagactag ctagaacgta cgtattcgtg tggagaagtc ctgaagttta tcgaatcatc taaaactgct aaaatagcaa acaacattat attgtaaaca atatttttct ggaacataca agagtatcct ttcacttcct ttaaatacct cgagtgtccc cattgac;
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttctgatg tttttgctta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatctag aaggttgtag aagactagct agaacgtacg tattcgtgtg gagaagtcct gaagtttatc gaatcatcta aaactgctaa aatagcaaac aacattatat tgtaaacaat atttttctgg aacatacaag agtatccttt cacttccttt aaatacctcg agtgtcccca ttgac;又は、
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttttgatg tttttgttta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatctagaa ggttgtagaa gactagctag aacgtacgta ttcgtgtgga gaagtcctga agtttatcga atcatctaaa actgctaaaa tagcaaacaa cattatattg taaacaatat ttttctggaa catacaagag tatcctttca cttcctttaa atacctcgag tgtccccatt gac
であり;
(ii)大豆植物細胞の増殖条件下で安定に形質転換された大豆植物細胞を培養し;
(iii)(i)のカセットがそのゲノムに安定に組み込まれたトランスジェニック大豆植物を再生し;及び
(iv)前記トランスジェニック大豆植物に、虫ストレスを適用する
を含み、ここで、前記トランスジェニック大豆植物は、線虫ストレスを適用しない場合と比較して、対象遺伝子がより高い遺伝子発現レベルを示す前記方法。
A method for upwardly controlling the expression level of a target gene in a soybean plant.
(I) Stable transformation of soybean plant cells using an expression cassette containing a promoter element operably linked to a target gene, wherein the promoter element is 9 to 9 of the "AT" nucleotide sequence. It contains an insert consisting of 32 iterations, wherein the promoter element is:
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttttgatg tttttgttta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatctag aaggttgtag aagactagct agaacgtacg tattcgtgtg gagaagtcct gaagtttatc gaatcatcta aaactgctaa aatagcaaac aacattatat tgtaaacaat atttttctgg aacatacaag agtatccttt cacttccttt aaatacctcg agtgtcccca ttgac;
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttttgatg tttttgttta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatct agaaggttgt agaagactag ctagaacgta cgtattcgtg tggagaagtc ctgaagttta tcgaatcatc taaaactgct aaaatagcaa acaacattat attgtaaaca atatttttct ggaacataca agagtatcct ttcacttcct ttaaatacct cgagtgtccc cattgac;
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttctgatg tttttgctta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatctag aaggttgtag aagactagct agaacgtacg tattcgtgtg gagaagtcct gaagtttatc gaatcatcta aaactgctaa aatagcaaac aacattatat tgtaaacaat atttttctgg aacatacaag agtatccttt cacttccttt aaatacctcg agtgtcccca ttgac; or,
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Is;
(Ii) Stable transformed soybean plant cells are cultured under the growth conditions of soybean plant cells;
(Iii) cassette (i) is regenerating a transgenic soybean plant stably integrated into its genome; and (iv) the transgenic soybean plant, and this applying the nematodes stress,
Wherein the wherein the transgenic soybean plants, compared with the case of not applying the nematodes stress, the method shown Target gene higher gene expression levels.
線虫ストレスに用いられる線虫が、根こぶ(gall)線虫であるメロイドギネ・ジャワニカ(Meloidogyne javanica)である、請求項1に記載の方法。 Nematodes used in the prior SL nematodes stress is a root-knot (gall) nematodes Meroidogine-Jawanika (Meloidogyne javanica), The method of claim 1. 発現カセットであって、大豆植物を形質転換し、前記発現カセットで形質転換された大豆植物に虫ストレスを適用することによって、対象遺伝子の発現レベルを上方制御するための発現カセットであって、対象遺伝子に操作可能に連結されたプロモーターエレメントを含み、ここで前記プロモーターエレメントが「AT」ヌクレオチド配列の9〜32個の反復からなる挿入物を有し、ここで前記プロモーターエレメントが、
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttttgatg tttttgttta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatctag aaggttgtag aagactagct agaacgtacg tattcgtgtg gagaagtcct gaagtttatc gaatcatcta aaactgctaa aatagcaaac aacattatat tgtaaacaat atttttctgg aacatacaag agtatccttt cacttccttt aaatacctcg agtgtcccca ttgac;
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttttgatg tttttgttta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatct agaaggttgt agaagactag ctagaacgta cgtattcgtg tggagaagtc ctgaagttta tcgaatcatc taaaactgct aaaatagcaa acaacattat attgtaaaca atatttttct ggaacataca agagtatcct ttcacttcct ttaaatacct cgagtgtccc cattgac;
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttctgatg tttttgctta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatctag aaggttgtag aagactagct agaacgtacg tattcgtgtg gagaagtcct gaagtttatc gaatcatcta aaactgctaa aatagcaaac aacattatat tgtaaacaat atttttctgg aacatacaag agtatccttt cacttccttt aaatacctcg agtgtcccca ttgac;又は、
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttttgatg tttttgttta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatctagaa ggttgtagaa gactagctag aacgtacgta ttcgtgtgga gaagtcctga agtttatcga atcatctaaa actgctaaaa tagcaaacaa cattatattg taaacaatat ttttctggaa catacaagag tatcctttca cttcctttaa atacctcgag tgtccccatt gac
である、発現カセット。
An expression cassette, a soybean plant transformed by applying the nematodes stress soybean plants transformed with said expression cassette, an expression cassette for upregulating the expression level of the gene of interest, It comprises a promoter element operably linked to a gene of interest, wherein the promoter element has an insert consisting of 9 to 32 repetitions of the "AT" nucleotide sequence, wherein the promoter element comprises.
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttttgatg tttttgttta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatctag aaggttgtag aagactagct agaacgtacg tattcgtgtg gagaagtcct gaagtttatc gaatcatcta aaactgctaa aatagcaaac aacattatat tgtaaacaat atttttctgg aacatacaag agtatccttt cacttccttt aaatacctcg agtgtcccca ttgac;
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttttgatg tttttgttta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatct agaaggttgt agaagactag ctagaacgta cgtattcgtg tggagaagtc ctgaagttta tcgaatcatc taaaactgct aaaatagcaa acaacattat attgtaaaca atatttttct ggaacataca agagtatcct ttcacttcct ttaaatacct cgagtgtccc cattgac;
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The expression cassette.
前記線虫が、根こぶ線虫であるメロイドギネ・ジャワニカである、請求項3に記載の発現カセット。 The expression cassette according to claim 3, wherein the nematode is a root-knot nematode, Meloid Gine Javanica. 伝子的に改変された大豆植物を得るための方法であって、
記方法は:
(i)対象遺伝子に操作可能に連結されたプロモーターエレメントを含む発現カセットを用いて大豆植物細胞を安定に形質転換することであって、ここで前記プロモーターエレメントが、「AT」ヌクレオチド配列の9〜32個の反復からなる挿入物を含み、ここで前記プロモーターエレメントが、
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttttgatg tttttgttta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatctag aaggttgtag aagactagct agaacgtacg tattcgtgtg gagaagtcct gaagtttatc gaatcatcta aaactgctaa aatagcaaac aacattatat tgtaaacaat atttttctgg aacatacaag agtatccttt cacttccttt aaatacctcg agtgtcccca ttgac;
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であり;
(ii)大豆植物細胞の増殖条件下で安定に形質転換された大豆植物細胞を培養し;及び
(iii)安定に遺伝子的に改変された大豆植物を再生する
ことを含み、
前記遺伝子的に改変された大豆植物は線虫ストレスを適用することによって前記対象遺伝子を過剰発現するものである、前記方法。
A method for obtaining a gene-modified soybean plant,
Before Symbol method comprises the steps of:
(I) Stable transformation of soybean plant cells using an expression cassette containing a promoter element operably linked to a target gene, wherein the promoter element is 9 to 9 of the "AT" nucleotide sequence. It contains an insert consisting of 32 iterations, wherein the promoter element is:
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttttgatg tttttgttta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatctag aaggttgtag aagactagct agaacgtacg tattcgtgtg gagaagtcct gaagtttatc gaatcatcta aaactgctaa aatagcaaac aacattatat tgtaaacaat atttttctgg aacatacaag agtatccttt cacttccttt aaatacctcg agtgtcccca ttgac;
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttttgatg tttttgttta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatct agaaggttgt agaagactag ctagaacgta cgtattcgtg tggagaagtc ctgaagttta tcgaatcatc taaaactgct aaaatagcaa acaacattat attgtaaaca atatttttct ggaacataca agagtatcct ttcacttcct ttaaatacct cgagtgtccc cattgac;
gaattctgaa attgggtctt tttgtgggca ctttctgatg tttttgctta agttactgta ctgtgggcca caaaacgtat agatcaaagt agtaataata atattgatta aatgatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatatat atatatctag aaggttgtag aagactagct agaacgtacg tattcgtgtg gagaagtcct gaagtttatc gaatcatcta aaactgctaa aatagcaaac aacattatat tgtaaacaat atttttctgg aacatacaag agtatccttt cacttccttt aaatacctcg agtgtcccca ttgac; or,
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Is;
See contains at reproducing and (iii) stably genetically modified soybean plant,; (ii) stable under growth conditions of the soybean plant cell and culturing the transformed soybean plant cells
The method, wherein the genetically modified soybean plant overexpresses the target gene by applying nematode stress .
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