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JP2006034218A - Production method 2 of plant body in which cleavage of cocoon is suppressed, plant body obtained using the same, and use thereof - Google Patents

Production method 2 of plant body in which cleavage of cocoon is suppressed, plant body obtained using the same, and use thereof Download PDF

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JP2006034218A
JP2006034218A JP2004221592A JP2004221592A JP2006034218A JP 2006034218 A JP2006034218 A JP 2006034218A JP 2004221592 A JP2004221592 A JP 2004221592A JP 2004221592 A JP2004221592 A JP 2004221592A JP 2006034218 A JP2006034218 A JP 2006034218A
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JP
Japan
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plant
leu
amino acid
gene
transcription
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Application number
JP2004221592A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Takagi
優 高木
Nobutaka Mitsuta
展隆 光田
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Japan Science and Technology Agency
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Japan Science and Technology Agency
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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Publication date
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Priority to US10/574,470 priority patent/US20110099664A1/en
Priority to PCT/JP2005/000155 priority patent/WO2005065446A1/en
Priority to BRPI0506368-0A priority patent/BRPI0506368A/en
Priority to AU2005203861A priority patent/AU2005203861B2/en
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Abstract

【課題】 葯の裂開が抑制された植物体の生産方法を提供する。
【解決手段】 葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子であってMYBドメインを有する転写因子をコードする遺伝子と、転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドをコードするポリヌクレオチドとのキメラ遺伝子を植物細胞に導入して、上記転写因子と上記機能性ペプチドとを融合させたキメラタンパク質を植物細胞内で生産させる。該キメラタンパク質が葯の裂開に関与する遺伝子の発現を抑制し、葯の裂開が抑制された植物体が生産される。
【選択図】 なし
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a plant body in which the dehiscence of cocoons is suppressed.
A gene encoding a transcription factor that promotes transcription of a gene involved in cleaving of cocoons and having a MYB domain, and a polypeptide encoding a functional peptide that converts the transcription factor into a transcription repressor A chimeric gene with nucleotides is introduced into a plant cell, and a chimeric protein in which the transcription factor and the functional peptide are fused is produced in the plant cell. The chimeric protein suppresses the expression of genes involved in cocoon dehiscence, and a plant body in which cocoon dehiscence is suppressed is produced.
[Selection figure] None

Description

本発明は、葯の裂開が抑制された植物体の生産方法およびこれを用いて得られる植物体、並びにその利用に関するものであり、特に葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子と転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとのキメラタンパク質を生産させることによる葯の裂開が抑制された植物体の生産方法およびこれを用いて得られる植物体、並びにその利用に関するものである。   The present invention relates to a method for producing a plant in which the cleavage of cocoons is suppressed, a plant obtained using the same, and use thereof, and in particular, transcription that promotes transcription of genes involved in cocoon cleavage. Method for producing plant body in which cleavage of cocoon is suppressed by producing chimeric protein of factor and functional peptide that converts transcription factor to transcriptional repressor, plant body obtained using the same, and use thereof Is.

植物を異なる品種間で交配させ、農産物をハイブリッド化して優良品種を作出することが、現在一般的に行なわれている。これは、植物を異なる品種間で交配させ雑種を作ると、両親より優れた形質が子供に現れる雑種強勢を利用するものである。雑種強勢の利益を受けるためには、互いに異なった品種間で交配させる必要がある。このため、交配を行う品種において、自家受粉が行われないようにする必要がある。このような方法としては、雄性器官を人為的に除去する方法、人為的に交配する方法、花粉の成熟を阻害する化学物質を用いる方法等があるが、これらはその方法を利用できる植物が限られ、また、多大な人的労力を要し手間のかかる作業である。このため、雄性配偶子(花粉)の形成が不完全なため種子形成の不能により稔性を喪失した雄性不稔体を利用する方法が、広く用いられている。これまで、種々の植物において、突然変異により得られた雄性不稔体が品種改良に利用されている。また、雄性不稔体が確立されていない植物品種も多く、遺伝子組換え技術を利用して、人為的に雄性不稔体を確立する試みも報告されている(例えば、特許文献1、2参照)。特許文献1では、葯の裂開および花粉の成熟を制御する遺伝子DAD1の発現を制御することによる雄性不稔植物の作出方法が開示されている。   It is now common practice to produce excellent varieties by crossing plants between different varieties and hybridizing agricultural products. This utilizes the hybrid stress that when a plant is crossed between different varieties to create a hybrid, a trait superior to the parents appears in the child. It is necessary to cross between different varieties in order to receive the benefits of hybrid strength. For this reason, it is necessary to prevent self-pollination from being performed in the varieties to be crossed. Such methods include methods of artificially removing male organs, methods of artificial mating, methods of using chemical substances that inhibit pollen maturation, etc., but these are limited to plants that can use the method. In addition, it is a laborious work requiring a great deal of human labor. For this reason, a method using a male sterile body that has lost fertility due to the inability to form seeds due to incomplete formation of male gametes (pollen) is widely used. So far, male sterile bodies obtained by mutation have been used for breeding in various plants. In addition, there are many plant varieties for which male sterile bodies have not been established, and attempts to artificially establish male sterile bodies using genetic recombination techniques have been reported (for example, see Patent Documents 1 and 2). ). Patent Document 1 discloses a method for producing a male sterile plant by controlling the expression of the gene DAD1, which controls the dehiscence of cocoons and the maturation of pollen.

一方、葯の裂開を抑制する試みとしては、細胞毒性を有するバルナーゼを、葯特異的に遺伝子を発現させるTA56プロモーターに結合し、タバコに導入することによって、口辺細胞を人為的に殺したタバコの葯では、葯の裂開が起きなくなることが報告されている(例えば、非特許文献1参照)。また、葯の裂開が異常な突然変異体として、delayed-dehiscence 1〜delayed-dehiscence 5、non-dehiscence 1等比較的多数の突然変異体が知られている(例えば、非特許文献2参照)。これらの突然変異体の一部においては、葯の裂開を制御する原因遺伝子は明らかにされているが、その多くは未だに原因遺伝子が明らかにされていない。   On the other hand, as an attempt to suppress the cleavage of cocoon, cytotoxic barnase was artificially killed by binding the TA56 promoter that expresses the moth-specific gene and introducing it into tobacco. It has been reported that in the case of tobacco cocoons, no cleavage of the cocoon occurs (for example, see Non-Patent Document 1). In addition, as mutants with abnormal cleavage of wrinkles, a relatively large number of mutants such as delayed-dehiscence 1 to delayed-dehiscence 5 and non-dehiscence 1 are known (see, for example, Non-Patent Document 2). . In some of these mutants, the causative gene that controls sputum dehiscence has been clarified, but many have not yet been clarified.

さらに、トウモロコシのトランスポゾンEn−1/Spmで突然変異を誘発したシロイヌナズナ集団から葯の裂開に異常が見られる突然変異体を単離し、原因遺伝子の同定を行ったことが報告されている(例えば、非特許文献3参照)。非特許文献3では、得られた突然変異体の表現型は、AtMYB26にトランスポゾンが挿入されることにより引き起こされるものであることが報告されている。   Furthermore, it has been reported that a mutant having an abnormality in dehiscence of cocoons was isolated from an Arabidopsis thaliana population that had been mutated with the maize transposon En-1 / Spm and the causative gene was identified (for example, Non-Patent Document 3). Non-Patent Document 3 reports that the mutant phenotype obtained is caused by the insertion of a transposon into AtMYB26.

ここで、本発明者は、転写因子を転写抑制因子に転換するペプチドを種々見出している(例えば、特許文献3〜9、非特許文献4、5参照)。このペプチドは、Class II ERF(Ethylene Responsive Element Binding Factor)タンパク質や植物のジンクフィンガータンパク質(Zinc Finger Protein、例えばシロイヌナズナSUPERMANタンパク質等)から切り出されたもので、極めて単純な構造を有している。
特開2000−300273公報(平成12年(2000)10月31日公開) 特開2004−24108公報(平成16年(2004)1月29日公開) 特開2001−269177公報(平成13年(2001)10月2日公開) 特開2001−269178公報(平成13年(2001)10月2日公開) 特開2001−292776公報(平成13年(2001)10月2日公開) 特開2001−292777公報(平成13年(2001)10月23日公開) 特開2001−269176公報(平成13年(2001)10月2日公開) 特開2001−269179公報(平成13年(2001)10月2日公開) 国際公開第WO03/055903号パンフレット(平成15年(2003)7月10日公開) Beals,T.P.,Goldberg,R.B., The Plant Cell, Vol.9,1527-1545,September,1997 日向康吉編著,「花−性と生殖の分子生物学−」,学会出版センター,p116−p117 Steiner-Lange,S.,Unte,U.S.,Eckstein,L.,Yang,C.,Wilson,Z.A.,Schmelzer,E.,Dekker,K.,Saedler,H., The Plant Journal(2003)34,519-528 Ohta,M.,Matsui,K.,Hiratsu,K.,Shinshi,H. and Ohme-Takagi,M.,The Plant Cell, Vol.13,1959-1968,August,2001 Hiratsu,K.,Ohta,M.,Matsui,K.,Ohme-Takagi,M.,FEBS Letters 514(2002)351-354
Here, the present inventors have found various peptides that convert a transcription factor into a transcriptional repression factor (see, for example, Patent Documents 3 to 9, Non-Patent Documents 4 and 5). This peptide is excised from a Class II ERF (Ethylene Responsive Element Binding Factor) protein or a plant zinc finger protein (Zinc Finger Protein, such as Arabidopsis SUPERMAN protein) and has a very simple structure.
JP 2000-3000273 (released on October 31, 2000) JP 2004-24108 A (published January 29, 2004) JP 2001-269177 A (released on October 2, 2001) JP 2001-269178 A (published on October 2, 2001) JP 2001-292776 A (published on October 2, 2001) JP 2001-292777 A (released on October 23, 2001) JP 2001-269176 A (released on October 2, 2001) JP 2001-269179 A (published October 2, 2001) International Publication No. WO03 / 055903 pamphlet (published July 10, 2003) Beals, TP, Goldberg, RB, The Plant Cell, Vol.9,1527-1545, September, 1997 Edited by Yasuyoshi Hinata, "Flower-Molecular biology of sex and reproduction", Japan Society for the Science of Publishing, p116-p117 Steiner-Lange, S., Unte, US, Eckstein, L., Yang, C., Wilson, ZA, Schmelzer, E., Dekker, K., Saedler, H., The Plant Journal (2003) 34, 519-528 Ohta, M., Matsui, K., Hiratsu, K., Shinshi, H. And Ohme-Takagi, M., The Plant Cell, Vol.13,1959-1968, August, 2001 Hiratsu, K., Ohta, M., Matsui, K., Ohme-Takagi, M., FEBS Letters 514 (2002) 351-354

上記特許文献1では、葯の裂開が起こらないことと、花粉が稔性を有しないことは同時に起こっている。しかし、花粉の稔性の有無にかかわらず、葯の裂開が起こらなければ、雑種強勢を利用した交配において、自家受粉を避けることができる。   In the said patent document 1, it does not occur that the dehiscence of a cocoon occurs and that a pollen does not have fertility. However, self-pollination can be avoided in crosses using hybrid stress if pod dehiscence does not occur regardless of the presence or absence of pollen fertility.

また、従来より用いられている花粉が稔性を有さない雄性不稔体を利用する方法は、結実すると自動的に雑種になるので、雑種第1代を作成するのに有効な方法である。しかし、次世代でも不稔であると結実しないので、次世代では稔性を回復しなければならない。これに対して、葯の裂開は抑制されるが、花粉は稔性を有しているような場合は、花粉自体に生殖能を残しつつ、自家受粉が起きない植物を作成することができ、育種上非常に有用である。このような葯の裂開の抑制を、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子と転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとのキメラタンパク質を生産させることによって行なう技術は知られていない。   Moreover, since the method of using the male sterile body in which the pollen used conventionally does not have fertility becomes a hybrid automatically when it bears fruit, it is an effective method for creating a hybrid first generation. . However, since it does not bear fruit in the next generation, fertility must be restored in the next generation. On the other hand, the dehiscence of cocoons is suppressed, but if the pollen has fertility, it is possible to create a plant in which self-pollination does not occur while leaving the fertility in the pollen itself. Very useful in breeding. A technique that suppresses such cleavage of wrinkles by producing a chimeric protein of a transcription factor that promotes transcription of a gene involved in wrinkle cleavage and a functional peptide that converts the transcription factor into a transcription repressor. Is not known.

本発明の目的は、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子と転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとのキメラタンパク質を生産させることによって、葯の裂開が抑制された植物体を生産する方法を提供することにある。   The object of the present invention is to suppress the cleavage of the cocoon by producing a chimeric protein of a transcription factor that promotes transcription of a gene involved in the cleavage of the cocoon and a functional peptide that converts the transcription factor into a transcriptional repressor. It is providing the method of producing the plant body made.

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子であって、MYBドメインを有する転写因子の1つであるMYB26タンパク質に、転写因子を転写抑制因子に転換するペプチドを融合させて、植物体内で発現させると、葯の裂開が完全に起こらなくなるか、または、不完全にしか起こらなくなることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventor has found that the MYB26 protein is a transcription factor that promotes transcription of a gene involved in cleaving of sputum and is one of transcription factors having a MYB domain. In addition, when a peptide that converts a transcription factor into a transcriptional repressor is fused and expressed in a plant, it has been found that cleavage of the cocoon does not occur completely or only occurs incompletely. It came to complete.

すなわち、本発明にかかる葯の裂開が抑制された植物体の生産方法は、上記課題を解決すべく、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子であって、MYBドメインを有する転写因子と、転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとを融合させたキメラタンパク質を、植物体で生産させ、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を抑制することを特徴としている。上記植物体は、さらに、雌性器官が稔性を有していることが好ましい。また、上記植物体はさらに花粉自体が稔性を有することが好ましい。   That is, a method for producing a plant body in which cleavage of a cocoon according to the present invention is suppressed is a transcription factor that promotes transcription of a gene involved in cleavage of a cocoon in order to solve the above-described problem. It is characterized by suppressing the transcription of genes involved in the cleavage of cocoons by producing a chimeric protein that fuses a transcription factor possessed with a functional peptide that converts a transcription factor into a transcriptional repressor in plants. . In the plant body, it is further preferable that the female organ has fertility. Moreover, it is preferable that the above-mentioned plant body further has fertility.

これにより、上記キメラタンパク質は、上記転写因子が標的とする遺伝子の転写を効果的に抑制することができる。それゆえ、上記キメラタンパク質が生産された植物体の葯の裂開が抑制されるという効果を奏する。   Thereby, the chimeric protein can effectively suppress the transcription of the gene targeted by the transcription factor. Therefore, there is an effect that the cleavage of the wrinkles of the plant body in which the chimeric protein is produced is suppressed.

上記生産方法は、上記転写因子をコードする遺伝子と上記機能性ペプチドをコードするポリヌクレオチドとからなるキメラ遺伝子を含む組換え発現ベクターを、植物細胞に導入する形質転換工程を含んでいることが好ましい。   The production method preferably includes a transformation step of introducing a recombinant expression vector containing a chimeric gene comprising a gene encoding the transcription factor and a polynucleotide encoding the functional peptide into a plant cell. .

また、上記生産方法は、さらに、上記組換え発現ベクターを構築する発現ベクター構築工程を含んでいてもよい。   The production method may further include an expression vector construction step for constructing the recombinant expression vector.

これにより、上記キメラタンパク質を形質転換された上記植物細胞内で発現させることができる。それゆえ、該キメラタンパク質が標的遺伝子の転写を抑制し、葯の裂開が抑制されるという効果を奏する。   Thereby, the chimeric protein can be expressed in the transformed plant cell. Therefore, the chimeric protein has the effect of suppressing transcription of the target gene and suppressing cleavage of the fold.

上記転写因子は、以下の(a)又は(b)記載のタンパク質であることが好ましい。(a)配列番号134に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質。(b)配列番号134に示されるアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する機能を有するタンパク質。   The transcription factor is preferably a protein described in the following (a) or (b). (A) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 134; (B) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 134, consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added, and transcription of a gene involved in cleavage of a fold A protein that has a function to promote.

また、上記転写因子をコードする遺伝子として、以下の(c)又は(d)記載の遺伝子が用いられることが好ましい。(c)配列番号135に示される塩基配列をオープンリーディングフレーム領域として有する遺伝子。(d)配列番号135に示される塩基配列からなる遺伝子と相補的な塩基配列からなる遺伝子とストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子をコードする遺伝子。   Moreover, it is preferable to use the gene of the following (c) or (d) as a gene which codes the said transcription factor. (C) A gene having the base sequence represented by SEQ ID NO: 135 as an open reading frame region. (D) a transcription factor that hybridizes under stringent conditions with a gene consisting of a base sequence complementary to the gene consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 135, and promotes transcription of the gene involved in cleavage of the fold A gene encoding

上記機能性ペプチドは、次に示す式(1)〜(4)
(1)X1−Leu−Asp−Leu−X2−Leu−X3
(但し、式中、X1は0〜10個のアミノ酸残基を示し、X2はAsn又はGluを示し、X3は少なくとも6個のアミノ酸残基を示す。)
(2)Y1−Phe−Asp−Leu−Asn−Y2−Y3
(但し、式中、Y1は0〜10個のアミノ酸残基を示し、Y2はPhe又はIleを示し、Y3は少なくとも6個のアミノ酸残基を示す。)
(3)Z1−Asp−Leu−Z2−Leu−Arg−Leu−Z3
(但し、式中、Z1はLeu、Asp−Leu又はLeu−Asp−Leuを示し、Z2はGlu、Gln又はAspを示し、Z3は0〜10個のアミノ酸残基を示す。)
(4)Asp−Leu−Z4−Leu−Arg−Leu
(但し、式中、Z4はGlu、Gln又はAspを示す。)
のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるものであることが好ましい。
The functional peptide is represented by the following formulas (1) to (4).
(1) X1-Leu-Asp-Leu-X2-Leu-X3
(In the formula, X1 represents 0 to 10 amino acid residues, X2 represents Asn or Glu, and X3 represents at least 6 amino acid residues.)
(2) Y1-Phe-Asp-Leu-Asn-Y2-Y3
(Wherein, Y1 represents 0 to 10 amino acid residues, Y2 represents Phe or Ile, and Y3 represents at least 6 amino acid residues.)
(3) Z1-Asp-Leu-Z2-Leu-Arg-Leu-Z3
(Wherein, Z1 represents Leu, Asp-Leu or Leu-Asp-Leu, Z2 represents Glu, Gln or Asp, and Z3 represents 0 to 10 amino acid residues.)
(4) Asp-Leu-Z4-Leu-Arg-Leu
(However, in the formula, Z4 represents Glu, Gln or Asp.)
It is preferable that it consists of the amino acid sequence represented by either.

また、上記機能性ペプチドは、配列番号3〜19のいずれかに示されるアミノ酸配列からなるぺプチドであってもよい。   The functional peptide may be a peptide consisting of the amino acid sequence shown in any of SEQ ID NOs: 3 to 19.

また、上記機能性ペプチドは、以下の(e)又は(f)記載のペプチドであってもよい。(e)配列番号20又は21に示されるアミノ酸配列からなるペプチド。(f)配列番号20又は21に示されるアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、且つ、転写因子を転写抑制因子に転換する機能を有するペプチド。   The functional peptide may be a peptide described in the following (e) or (f). (E) A peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20 or 21. (F) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20 or 21, it consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added, and the transcription factor is a transcription repressor. A peptide having a function to convert.

また、上記機能性ペプチドは、次に示す式(5)
(5)α1−Leu−β1−Leu−γ1−Leu
(但し、式中α1は、Asp、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、β1は、Asp、Gln、Asn、Arg、Glu、Thr、Ser又はHisを示し、γ1は、Arg、Gln、Asn、Thr、Ser、His、Lys又はAspを示す。)
で表されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
The functional peptide is represented by the following formula (5):
(5) α1-Leu-β1-Leu-γ1-Leu
(Wherein α1 represents Asp, Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, β1 represents Asp, Gln, Asn, Arg, Glu, Thr, Ser or His, and γ1 represents Arg, Gln, Asn, Thr, Ser, His, Lys, or Asp are shown.)
It may consist of an amino acid sequence represented by

また、上記機能性ペプチドは、次に示す式(6)〜(8)
(6)α1−Leu−β1−Leu−γ2−Leu
(7)α1−Leu−β2−Leu−Arg−Leu
(8)α2−Leu−β1−Leu−Arg−Leu
(但し、各式中α1は、Asp、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、α2は、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、β1は、Asp、Gln、Asn、Arg、Glu、Thr、Ser又はHisを示し、β2はAsn、Arg、Thr、Ser又はHisを示し、γ2はGln、Asn、Thr、Ser、His、Lys又はAspを示す。)
のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるものであってもよい。
Moreover, the functional peptide is represented by the following formulas (6) to (8).
(6) α1-Leu-β1-Leu-γ2-Leu
(7) α1-Leu-β2-Leu-Arg-Leu
(8) α2-Leu-β1-Leu-Arg-Leu
(Wherein α1 represents Asp, Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, α2 represents Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, and β1 represents Asp, Gln, Asn, Arg, Glu. , Thr, Ser or His, β2 represents Asn, Arg, Thr, Ser or His, and γ2 represents Gln, Asn, Thr, Ser, His, Lys or Asp.)
It may consist of an amino acid sequence represented by any of the above.

また、上記機能性ペプチドは、配列番号22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、133、59、又は60に示されるアミノ酸配列からなるぺプチドであってもよい。   The functional peptide is shown in SEQ ID NO: 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 133, 59, or 60. It may be a peptide consisting of an amino acid sequence.

また、上記機能性ペプチドは、配列番号38又は39に示されるアミノ酸配列からなるぺプチドであってもよい。   The functional peptide may be a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 or 39.

上記機能性ペプチドが、上記式のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるペプチド又は上記配列番号に示されるいずれかのペプチドであり、その多くは極めて短いペプチドであるため、合成が容易であり、標的遺伝子の転写抑制を効率的に行うことができる。また、上記機能性ペプチドは、機能的に重複(リダンダント)する他の転写因子の活性に優先して標的遺伝子の転写(発現)を抑制する機能を有している。それゆえ、標的遺伝子の発現を効果的に抑制できるという効果を奏する。   The functional peptide is a peptide consisting of the amino acid sequence represented by any one of the above formulas or any one of the peptides shown in the above SEQ ID NOs, most of which are extremely short peptides, and therefore are easily synthesized. Transcriptional repression of the target gene can be performed efficiently. Further, the functional peptide has a function of suppressing the transcription (expression) of the target gene in preference to the activity of other transcription factors that are functionally redundant (redundant). Therefore, there is an effect that the expression of the target gene can be effectively suppressed.

また、本発明にかかる植物体は、上記生産方法により生産され、葯の裂開が抑制されていることを特徴としている。上記植物体には、成育した植物個体、植物細胞、植物組織、カルス、種子の少なくとも何れかが含まれることが好ましい。   Moreover, the plant body concerning this invention is produced by the said production method, It is characterized by the dehiscence of a cocoon being suppressed. The plant body preferably contains at least one of a grown plant individual, a plant cell, a plant tissue, a callus, and a seed.

また、本発明にかかる植物体の葯の裂開抑制キットは、上記の生産方法を行うためのキットであって、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子であって、MYBドメインを有する転写因子をコードする遺伝子と、転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドをコードするポリヌクレオチドと、プロモーターとを含む組換え発現ベクターを少なくとも含むことを特徴としている。上記葯の裂開抑制キットは、さらに、上記組換え発現ベクターを植物細胞に導入するための試薬群を含んでいてもよい。   A kite dehiscence suppression kit for a plant according to the present invention is a kit for carrying out the above production method, and is a transcription factor that promotes transcription of a gene involved in koji dehiscence, It is characterized by comprising at least a recombinant expression vector comprising a gene encoding a transcription factor having a domain, a polynucleotide encoding a functional peptide that converts the transcription factor into a transcription repressor, and a promoter. The kite dehiscence suppression kit may further contain a reagent group for introducing the recombinant expression vector into plant cells.

本発明に係る葯の裂開が抑制された植物体の生産方法は、以上のように、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子であってMYBドメインを有する転写因子と、転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとを融合させたキメラタンパク質を、植物体で生産させる構成を備えているので、葯の裂開に関与する遺伝子の発現が抑制され、葯の裂開が抑制された植物体を生産することが可能となる。したがって、上記キメラタンパク質をコードするキメラ遺伝子で目的の植物を形質転換すれば葯の裂開が抑制された植物を生産することができ、複雑な遺伝子組み替え技術を利用することなく、非常に簡便に目的の植物の葯の裂開を抑制することができるという効果を奏する。   As described above, the method for producing a plant body in which the cleavage of the cocoon according to the present invention is suppressed is a transcription factor that promotes transcription of a gene involved in the cleavage of the cocoon and has a MYB domain, Since the plant has a structure to produce a chimeric protein fused with a functional peptide that converts a transcription factor into a transcriptional repressor, the expression of genes involved in the dehiscence of cocoons is suppressed, and the It becomes possible to produce a plant whose opening is suppressed. Therefore, if a target plant is transformed with a chimeric gene encoding the chimeric protein, a plant in which the cleavage of the cocoon is suppressed can be produced, and it is very simple without using a complicated gene recombination technique. There is an effect that the dehiscence of the target plant can be suppressed.

本発明の一実施形態について説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。   An embodiment of the present invention will be described as follows. Note that the present invention is not limited to this.

本発明は、植物体の葯の裂開を抑制する技術であって、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子であってMYBドメインを有する転写因子と、転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとを融合させたキメラタンパク質を、植物体で生産させる。これによって得られる植物体では、葯の裂開に関与する遺伝子の転写が抑制され、葯の裂開が抑制された植物体を生産することができる。   [Technical Field] The present invention relates to a technique for suppressing cocoon dehiscence in plants, which is a transcription factor that promotes transcription of genes involved in cocoon dehiscence and has a MYB domain, and transcription repression of transcription factors. A chimeric protein fused with a functional peptide that converts to a factor is produced in a plant. In the plant obtained by this, transcription of a gene involved in cocoon cleavage is suppressed, and a plant in which cocoon cleavage is suppressed can be produced.

ここで、葯の裂開は次のように抑制される。すなわち、上記キメラタンパク質における上記転写因子由来のDNA結合ドメインが、葯の裂開に関与すると推定される標的遺伝子に結合する。上記転写因子は転写抑制因子に転換され、標的遺伝子の転写が抑制される。これにより葯の裂開に関与すると推定されるタンパク質の生成が減少し、その結果、得られる植物体の葯の裂開を抑制することができる。   Here, the cleavage of the wrinkles is suppressed as follows. That is, the transcription factor-derived DNA binding domain in the chimeric protein binds to a target gene that is presumed to be involved in the cleavage of sputum. The transcription factor is converted into a transcription repressing factor, and transcription of the target gene is repressed. This reduces the production of proteins presumed to be involved in cocoon dehiscence, and as a result, it is possible to suppress cocoon dehiscence in the resulting plant.

上述したように、シロイヌナズナでは、転写因子MYB26タンパク質がトランスポゾンの挿入により破壊されることによって、葯の裂開に異常を示す突然変異が引き起こされることが報告されている。しかし、例えば、MYB26タンパク質が、葯の裂開を制御する原因遺伝子であることがわかっていても、一般的に、植物の二次代謝物質を遺伝子操作を用いて増強または低減させようとする場合、期待どおりの効果を得ることが難しいことが知られている(PNAS 2001,vol.19,367-372)。その理由として遺伝子操作の対象となる酵素および制御因子にアイソザイムや重複因子が存在していることや、別の代謝経路(バイパスの存在)にて補足されてしまうことが挙げられる。   As described above, it has been reported that in Arabidopsis thaliana, the transcription factor MYB26 protein is disrupted by the insertion of a transposon, thereby causing a mutation that shows abnormalities in the cleavage of the anther. However, for example, even if it is known that the MYB26 protein is a causative gene that controls the dehiscence of sputum, generally, when trying to enhance or reduce plant secondary metabolites using genetic manipulation It is known that it is difficult to obtain the expected effect (PNAS 2001, vol. 19, 367-372). The reason is that there are isozymes and duplicate factors in the enzymes and regulatory factors that are the targets of genetic manipulation, and that they are supplemented by another metabolic pathway (the presence of a bypass).

従って、例えばMYB26タンパク質が促進する転写を抑制するのみでは、葯の裂開を抑制することは通常困難である。本発明にかかる方法では、上記機能性ペプチドを例えばMYB26タンパク質と融合させることにより、かかる困難性を克服することに成功した。   Therefore, for example, it is usually difficult to suppress cleavage of the wrinkles only by suppressing transcription promoted by the MYB26 protein. The method according to the present invention succeeded in overcoming such difficulties by fusing the functional peptide with, for example, the MYB26 protein.

また、例えば現在遺伝子の働きを抑える方法として一般的なRNAi法の場合、細胞によってはトランスフェクションの効率が低く、効果が限定される場合もある。従って、RNAi法を用いる場合、ターゲットとする部位の決定が難しく試行錯誤が必要である。また、コンストラクトの構築が難しい。本発明にかかる方法では、上記転写因子をコードする遺伝子に上記機能性ペプチドをコードする遺伝子を結合したキメラ遺伝子を植物体に導入することによって、非常に簡便に目的の植物の葯の裂開を抑制することが可能となる。   In addition, for example, in the case of a general RNAi method as a method for suppressing the function of a gene at present, depending on the cell, the efficiency of transfection may be low and the effect may be limited. Therefore, when the RNAi method is used, it is difficult to determine a target site, and trial and error are required. In addition, constructing a construct is difficult. In the method according to the present invention, the target plant can be cleaved very easily by introducing into the plant a chimeric gene in which the gene encoding the functional peptide is linked to the gene encoding the transcription factor. It becomes possible to suppress.

本発明にかかる生産方法で生産される葯の裂開が抑制された植物体には、葯の裂開が完全に起こらない植物体及び葯の裂開が不完全にしか起こらない植物体が含まれる。ここで葯とは雄蕊(おしべ)の一部で、花粉をつくる袋状の部分である。閉花受精をするもの(例:マメ科)では、花粉が葯内で発芽し、繊維状細胞層の発達をみない柔らかな葯壁を通して花粉管を伸長させるが、一般に葯は裂開して花粉を葯の外に放出する。葯の裂開は、口辺細胞が細胞死を起こし、そこで葯壁が切れることによって起こる。また、口辺細胞が切れただけでは葯は口を開かず、花粉が放出されるためには葯壁が収縮して反りかえることが必要である。本発明でいう葯の裂開が抑制された植物体とは、口辺細胞が切れただけで葯壁の収縮が起こらないため葯の裂開が抑制される植物体であってもよいし、口辺細胞が切れないために葯の裂開が抑制される植物体であってもよいし、口辺細胞が切れず且つ葯壁が反りかえらないために葯の裂開が抑制される植物体であってもよい。なお、口辺細胞とは、葯が口を開く部分にあたる、一層の小さな細胞からなる組織である。   Plants in which the cleavage of the cocoon produced by the production method according to the present invention is suppressed include a plant in which the cleavage of the cocoon does not occur completely and a plant in which the cleavage of the cocoon occurs only incompletely. It is. Here, the cocoon is a part of the stamen and is a bag-like part that makes pollen. In those that undergo fertilization (eg, legumes), pollen germinates in the cocoon and extends the pollen tube through a soft cocoon wall that does not develop a fibrous cell layer. Release pollen out of the cage. The dehiscence of the fold occurs when the oral cells cause cell death, where the fold wall is cut. In addition, when the limbal cells are cut, the cocoon does not open its mouth, and in order for pollen to be released, the cocoon wall needs to contract and warp. The plant body in which cleavage of the cocoon in the present invention is suppressed may be a plant body in which cleavage of the cocoon is suppressed because the folds of the heel wall do not occur just by cutting off the oral cells, It may be a plant in which cleavage of the cocoon is suppressed because the oral cells are not cut, or a plant in which cleavage of the cocoon is suppressed because the mouth cells are not cut and the heel wall does not warp It may be. The oral cells are tissues composed of smaller cells that correspond to the part where the fold opens the mouth.

なお、本発明の葯の裂開が抑制された植物体では、雌性器官(めしべ)は、稔性を有している。これにより、本発明の葯の裂開が抑制された植物体に他種の花粉を受粉できる。したがって、雄性器官を人為的に除去したり、人為的に交配させるという手間をかけずに、雑種強勢を利用した交配により、雑種第1代(F1)品種を得ることができる。   In addition, in the plant body in which the dehiscence of the cocoon of the present invention is suppressed, the female organ (pistil) has fertility. Thereby, the pollen of another kind can be pollinated by the plant body in which the dehiscence of the cocoon of the present invention is suppressed. Therefore, a hybrid first generation (F1) variety can be obtained by crossing using a hybrid strength without the trouble of artificially removing male organs or crossing them artificially.

また、本発明の葯の裂開が抑制された植物体では、葯の裂開が抑制されていればよく、花粉自体は稔性を有していてもよいし、稔性を有していなくてもよいが、花粉自体が稔性を有していることがより好ましい。これにより、花粉自体には生殖能を残しつつ、自家受粉が起きない植物体を生産することが可能となり、育種等に有用である。すなわち、花粉自体が稔性を有していない雄性不稔体では、それ自身の花粉が利用できないので、自殖によるホモ接合性の個体を作出、維持することができない。ヘテロ接合性の個体を自家受粉することにより、ホモ接合性の個体を作出することはできるが、かかる場合もホモ接合性の個体は1/4しか得られない。これに対し、花粉自体には生殖能を残すことにより、ホモ接合性の個体を作出、維持することが可能となり、育種への応用が考えられる。   Moreover, in the plant body in which the dehiscence of the cocoon of the present invention is suppressed, it is sufficient that the dehiscence of the cocoon is suppressed, and the pollen itself may or may not have fertility. However, it is more preferable that the pollen itself has fertility. Thereby, it becomes possible to produce a plant body that does not cause self-pollination while leaving fertility in the pollen itself, which is useful for breeding and the like. That is, in a male sterile body in which the pollen itself does not have fertility, its own pollen cannot be used, so that a homozygous individual by selfing cannot be created and maintained. Although homozygous individuals can be produced by self-pollination of heterozygous individuals, only 1/4 of homozygous individuals can be obtained. On the other hand, by leaving fertility in the pollen itself, it becomes possible to create and maintain homozygous individuals, which can be applied to breeding.

以降の説明では、本発明にかかる葯の裂開が抑制された植物体の生産方法に用いられるキメラタンパク質、本発明にかかる植物体の生産方法の一例、これにより得られる植物体とその有用性、並びにその利用についてそれぞれ説明する。   In the following description, the chimeric protein used in the method for producing a plant body in which cleavage of the cocoon according to the present invention is suppressed, an example of the method for producing the plant body according to the present invention, the plant body obtained thereby and its usefulness , And their use will be described.

(I)本発明で用いられるキメラタンパク質
上述したように、本発明で用いられるキメラタンパク質は、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子であってMYBドメインを有する転写因子と、転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとを融合させたものである。
(I) Chimeric protein used in the present invention As described above, the chimeric protein used in the present invention is a transcription factor that promotes transcription of genes involved in cleaving of sputum and has a MYB domain, It is a fusion of a functional peptide that converts a transcription factor into a transcription repressor.

また、本発明で用いられるキメラタンパク質は、内在性の遺伝子に対して、優性に作用するものである。すなわち、本発明にかかるキメラタンパク質は、植物が二倍体や複二倍体であったり、あるいは植物に機能重複遺伝子が存在したりしても、葯の裂開に関わる遺伝子の発現を一様に抑制できる。それゆえ、上記するキメラタンパク質をコードする遺伝子が導入された植物体を、効果的に葯の裂開が抑制された植物体に質転換することが可能となる。   The chimeric protein used in the present invention acts dominantly on endogenous genes. That is, the chimeric protein according to the present invention uniformly expresses genes involved in the cleavage of cocoons even if the plant is diploid or double diploid, or a functionally duplicated gene exists in the plant. Can be suppressed. Therefore, it is possible to effectively transform a plant into which a gene encoding the above-described chimeric protein has been introduced into a plant in which the cleavage of cocoons is effectively suppressed.

以下に、上記転写因子および機能性ペプチドそれぞれについて説明する。   Hereinafter, each of the transcription factor and the functional peptide will be described.

(I−1)葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子であってMYBドメインを有する転写因子
本発明で用いられる転写因子は、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子であって、MYBドメインを有する転写因子であれば特に限定されるものではない。ここで、MYBドメインとは、がん遺伝子の1つであるmyb遺伝子の産物と相同性を有する約50アミノ酸残基を1つの単位とするドメインをいう。かかるMYBドメインを持つ転写因子はMYB転写因子ファミリーとよばれ、MYBドメインは動物及び植物の多くの種において保存されている。本発明で用いられる転写因子は、かかるMYB転写因子ファミリーに属する転写因子であって、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子であればよい。一般に葯は裂開して花粉を葯の外に放出する。したがって、本発明で用いられる転写因子には、種々の植物に保存されている同様の機能及び同様のドメインを有する転写因子が含まれる。
(I-1) A transcription factor that promotes transcription of a gene involved in cleavage of sputum and has a MYB domain The transcription factor used in the present invention promotes transcription of a gene involved in cleaving of sputum The transcription factor is not particularly limited as long as it is a transcription factor having a MYB domain. Here, the MYB domain refers to a domain having about 50 amino acid residues having one unit as a unit having a homology with the product of the myb gene, which is one of oncogenes. Transcription factors having such MYB domains are called the MYB transcription factor family, and MYB domains are conserved in many species of animals and plants. The transcription factor used in the present invention is a transcription factor belonging to the MYB transcription factor family, and may be any transcription factor that promotes transcription of a gene involved in cleaving of the anther. In general, the cocoon breaks and releases pollen out of the cocoon. Therefore, the transcription factor used in the present invention includes transcription factors having similar functions and similar domains conserved in various plants.

このような転写因子としてはシロイヌナズナMYB26タンパク質、イネNP_916576.1(GenBankアクセッション番号)によりコードされるタンパク質等を挙げることができるが、上記転写因子はこれらに限定されるものではない。   Examples of such transcription factor include Arabidopsis thaliana MYB26 protein, protein encoded by rice NP_9166576.1 (GenBank accession number), and the like, but the transcription factor is not limited thereto.

本発明で用いられる転写因子の代表的な一例としては、シロイヌナズナMYB26タンパク質を挙げることができる。MYB26タンパク質は、例えば、配列番号134に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質を挙げることができ、上述したように、シロイヌナズナのMYB転写因子ファミリーの1つである。なお、特に高等生物では、可変スプライシングの結果生じるスプライシングバリアントが複数存在することが知られており、MYB26タンパク質でも、複数のスプライシングバリアントが存在する。従って、上記MYB26タンパク質には、配列番号134に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質に限られず、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する機能を有する転写因子である限り、かかるスプライシングバリアントも含まれる。本発明では、例えば、このMYB26タンパク質に後述する機能性ペプチドを融合させることにより、転写因子であるMYB26タンパク質を転写抑制因子に転換させる。   As a typical example of the transcription factor used in the present invention, Arabidopsis thaliana MYB26 protein can be mentioned. Examples of the MYB26 protein include a protein consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 134. As described above, the MYB26 protein is one of the MYB transcription factor family of Arabidopsis thaliana. In particular, it is known that there are a plurality of splicing variants resulting from variable splicing in higher organisms, and there are also a plurality of splicing variants in the MYB26 protein. Therefore, the MYB26 protein is not limited to the protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 134, and includes such splicing variants as long as it is a transcription factor having a function of promoting transcription of a gene involved in cleaving of sputum. It is. In the present invention, for example, the MYB26 protein, which is a transcription factor, is converted into a transcription repressing factor by fusing a functional peptide described later to the MYB26 protein.

なお、MYB26タンパク質が標的とする、葯の裂開に関与する遺伝子については明らかにされていないが、この転写因子MYB26が標的とする遺伝子は、葯におけるリグニン合成を担う酵素等の遺伝子であることが予想されている。すなわちMYB26転写因子は、葯におけるリグニン合成を担う酵素等の遺伝子発現を正に制御していることが予想される。リグニン合成と葯の開裂との関係については、葯壁の内被細胞がリグニン化と脱水とによって収縮することにより、葯はストミウムを中心に左右に開くことが考えられる。従って、本発明で用いられる転写因子が標的とする遺伝子が、リグニン合成を担う酵素等の遺伝子である場合には、本発明で用いられる転写因子は、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子であり、且つ、リグニン合成を担う酵素等の遺伝子発現を正に制御している転写因子であるということができる。   The gene involved in the cleavage of sputum targeted by the MYB26 protein has not been clarified, but the gene targeted by this transcription factor MYB26 is a gene such as an enzyme responsible for lignin synthesis in sputum Is expected. That is, it is expected that the MYB26 transcription factor positively controls gene expression of enzymes responsible for lignin synthesis in cocoons. Regarding the relationship between lignin synthesis and cocoon cleavage, it is considered that the cocoon cell of the cocoon wall contracts due to lignination and dehydration, so that the cocoon opens left and right with smium as the center. Therefore, when the gene targeted by the transcription factor used in the present invention is a gene such as an enzyme responsible for lignin synthesis, the transcription factor used in the present invention does not transcribe the gene involved in the cleavage of cocoons. It can be said that it is a transcription factor that promotes and a transcription factor that positively regulates the expression of genes such as enzymes responsible for lignin synthesis.

本発明で用いられる転写因子としては、配列番号134に示されるアミノ酸配列からなるMYB26タンパク質に限定されるものではなく、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進するMYBファミリー転写因子であればよい。具体的には、配列番号134に示されるアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなるタンパク質であっても、上記機能及びMYBドメインを有していれば本発明にて用いることができる。なお、上記の「配列番号134に示されるアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列」における「1個又は数個」の範囲は特に限定されないが、例えば、1から20個、好ましくは1から10個、より好ましくは1から7個、さらに好ましくは1個から5個、特に好ましくは1個から3個を意味する。   The transcription factor used in the present invention is not limited to the MYB26 protein consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 134, but may be any MYB family transcription factor that promotes the transcription of a gene involved in the cleavage of sputum. Good. Specifically, in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 134, even if the protein consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added, the above functions and MYB If it has a domain, it can be used in the present invention. In addition, the range of “one or several” in the above “amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added in the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 134” Although not particularly limited, for example, it means 1 to 20, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7, still more preferably 1 to 5, and particularly preferably 1 to 3.

また上記転写因子としては、配列番号134に示されるアミノ酸配列に対して、20%以上、好ましくは50%以上、さらに好ましくは60%または70%以上の相同性を有するタンパク質であって、且つ、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する機能及びMYBドメインを有するタンパク質も含まれる。なおここで「相同性」とは、アミノ酸配列中に占める同じ配列の割合であり、この値が高いほど両者は近縁であるといえる。   The transcription factor is a protein having a homology of 20% or more, preferably 50% or more, more preferably 60% or 70% or more with respect to the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 134, and Also included are proteins that have a function to promote transcription of genes involved in heel cleavage and a MYB domain. Here, “homology” is the ratio of the same sequence in the amino acid sequence, and the higher this value, the closer the two are.

また、本発明で用いられる、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子であってMYBドメインを有する転写因子のアミノ酸配列は、種の異なる数多くの植物間において、保存性が高いものと考えられる。そのため、葯の裂開を抑制したい個々の植物体において、かかる転写因子やかかる転写因子をコードする遺伝子を必ずしも単離する必要はない。すなわち、後述する実施例で示す、シロイヌナズナで構築したキメラタンパク質をコードする遺伝子を、他の植物に導入することで、さまざまな種の植物において簡便に葯の裂開が抑制された植物体を生産することができる。   In addition, the amino acid sequence of a transcription factor used in the present invention, which is a transcription factor that promotes transcription of a gene involved in cleaving of cocoons and has a MYB domain, is highly conserved among many plants of different species. It is considered a thing. Therefore, it is not always necessary to isolate such a transcription factor or a gene encoding such a transcription factor in each plant body in which the cleavage of the cocoon is to be suppressed. That is, by introducing a gene encoding a chimeric protein constructed in Arabidopsis thaliana, which is described in the examples described later, into other plants, a plant body in which the cleavage of cocoons is easily suppressed in various types of plants is produced. can do.

本発明で用いられるキメラタンパク質を生産させる際には、後述するように、公知の遺伝子組換え技術を好適に用いることができる。そこで、本発明にかかる植物体の生産方法には、上記転写因子をコードする遺伝子も好適に用いることができる。   When producing the chimeric protein used in the present invention, a known gene recombination technique can be suitably used as described later. Therefore, in the method for producing a plant according to the present invention, a gene encoding the above transcription factor can also be suitably used.

上記転写因子をコードする遺伝子としては特に限定されるものではなく、遺伝暗号に基づいて、上記転写因子のアミノ酸配列に対応するものであればよい。具体的な一例としては、例えば、転写因子としてMYB26タンパク質を用いる場合には、このMYB26タンパク質をコードする遺伝子(説明の便宜上、MYB26遺伝子と称する)を挙げることができる。MYB26遺伝子の具体的な一例としては、例えば、配列番号135に示される塩基配列をオープンリーディングフレーム(ORF)として含むポリヌクレオチドを挙げることができる。   The gene encoding the transcription factor is not particularly limited as long as it corresponds to the amino acid sequence of the transcription factor based on the genetic code. As a specific example, for example, when MYB26 protein is used as a transcription factor, a gene encoding this MYB26 protein (referred to as MYB26 gene for convenience of description) can be mentioned. As a specific example of the MYB26 gene, for example, a polynucleotide containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 135 as an open reading frame (ORF) can be mentioned.

もちろん、本発明で用いられるMYB26遺伝子、または、転写因子をコードする遺伝子としては、上記の例に限定されるものではなく、配列番号135に示される塩基配列と相同性を有する遺伝子であってもよい。具体的には、例えば、配列番号135に示される塩基配列からなる遺伝子と相補的な塩基配列からなる遺伝子とストリンジェントな条件でハイブリダイズし、かつ、上記転写因子をコードする遺伝子等を挙げることができる。なお、ここでストリンジェントな条件でハイブリダイズするとは、60℃で2×SSC洗浄条件下で結合することを意味する。   Of course, the MYB26 gene used in the present invention or a gene encoding a transcription factor is not limited to the above example, and may be a gene having homology with the base sequence shown in SEQ ID NO: 135. Good. Specifically, for example, a gene that hybridizes under stringent conditions with a gene consisting of a base sequence complementary to the gene consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 135 and encodes the above transcription factor, etc. Can do. Here, hybridizing under stringent conditions means binding at 60 ° C. under 2 × SSC washing conditions.

上記ハイブリダイゼーションは、J. Sambrook et al. Molecular Cloning, A Laboratory Manual,2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory(1989)に記載されている方法等、従来公知の方法で行うことができる。通常、温度が高いほど、塩濃度が低いほどストリンジェンシーは高くなる(ハイブリダイズしがたくなる)。   The hybridization can be performed by a conventionally known method such as the method described in J. Sambrook et al. Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd Ed., Cold Spring Harbor Laboratory (1989). Generally, the higher the temperature and the lower the salt concentration, the higher the stringency (harder to hybridize).

上記転写因子をコードする遺伝子を取得する方法は特に限定されるものではなく、従来公知の方法により、多くの植物から単離することができる。例えば、既知の転写因子の塩基配列に基づき作製したプライマー対を用いることができる。このプライマー対を用いて、植物のcDNA又はゲノミックDNAを鋳型としてPCRを行うこと等により上記遺伝子を得ることができる。また、上記転写因子をコードする遺伝子は、従来公知の方法により化学合成して得ることもできる。   The method for obtaining the gene encoding the transcription factor is not particularly limited, and it can be isolated from many plants by a conventionally known method. For example, a primer pair prepared based on a known transcription factor base sequence can be used. Using this primer pair, the gene can be obtained by PCR using plant cDNA or genomic DNA as a template. The gene encoding the transcription factor can also be obtained by chemical synthesis by a conventionally known method.

(I−2)転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチド
本発明で用いられる、転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチド(説明の便宜上、転写抑制転換ペプチドと称する)としては、特に限定されるものではなく、転写因子と融合させたキメラタンパク質を形成させることにより、当該転写因子により制御される標的遺伝子の転写を抑制することができるペプチドであればよい。具体的には、例えば、本発明者によって見出された転写抑制転換ペプチド(特許文献3〜9、非特許文献4、5等参照)を挙げることができる。
(I-2) Functional peptide that converts a transcription factor into a transcriptional repressing factor As used in the present invention, a functional peptide that converts a transcription factor into a transcriptional repressing factor (referred to as a transcription repressing conversion peptide for convenience of explanation) The peptide is not particularly limited as long as it is a peptide capable of suppressing transcription of a target gene controlled by the transcription factor by forming a chimeric protein fused with the transcription factor. Specifically, for example, transcription repressor converting peptides found by the present inventors (see Patent Documents 3 to 9, Non-Patent Documents 4, 5, etc.) can be mentioned.

本発明者は、Class II ERF遺伝子群の一つであるシロイヌナズナ由来のAtERF3タンパク質、AtERF4タンパク質、AtERF7タンパク質、AtERF8タンパク質を転写因子に結合させたタンパク質が、遺伝子の転写を顕著に抑制するとの知見を得た。そこで、上記タンパク質をそれぞれコードする遺伝子およびこれから切り出したDNAを含むエフェクタープラスミドを構築し、これを植物細胞に導入することにより、実際に遺伝子の転写を抑制することに成功した(例えば特許文献3〜6参照)。また、Class II ERF遺伝子群の一つであるタバコERF3タンパク質(例えば特許文献7参照)、イネOsERF3タンパク質(例えば特許文献8参照)をコードする遺伝子、及び、ジンクフィンガータンパク質の遺伝子群の一つであるシロイヌナズナZAT10、同ZAT11をコードする遺伝子についても上記と同様な試験を行ったところ、遺伝子の転写を抑制することを見出している。さらに本発明者は、これらタンパク質は、カルボキシル基末端領域に、アスパラギン酸−ロイシン−アスパラギン(DLN)を含む共通のモチーフを有することを明らかにした。そして、この共通モチーフを有するタンパク質について検討した結果、遺伝子の転写を抑制するタンパク質は極めて単純な構造のペプチドであってもよく、これら単純な構造を有するペプチドが、転写因子を転写抑制因子に変換する機能を有することを見出している。   The present inventor has found that a protein obtained by binding an AtERF3 protein, an AtERF4 protein, an AtERF7 protein, or an AtERF8 protein derived from Arabidopsis thaliana, which is one of the Class II ERF gene group, significantly suppresses gene transcription. Obtained. Thus, an effector plasmid containing a gene encoding each of the above proteins and DNA excised therefrom was constructed and introduced into plant cells, thereby succeeding in actually suppressing gene transcription (for example, Patent Documents 3 to 3). 6). In addition, a gene encoding tobacco ERF3 protein (see, for example, Patent Document 7), a rice OsERF3 protein (see, for example, Patent Document 8), which is one of the Class II ERF genes, and one of the zinc finger protein genes. A similar test as described above was performed for a gene encoding a certain Arabidopsis thaliana ZAT10 and ZAT11, and it was found that transcription of the gene was suppressed. Furthermore, the present inventor has revealed that these proteins have a common motif including aspartic acid-leucine-asparagine (DLN) in the carboxyl group terminal region. As a result of examining proteins having this common motif, the protein that suppresses gene transcription may be a peptide having a very simple structure, and the peptide having this simple structure converts a transcription factor into a transcriptional repressor. It has been found that it has a function to

また、本発明者は、シロイヌナズナSUPERMANタンパク質は、上記の共通のモチーフと一致しないモチーフを有するが、転写因子を転写抑制因子に変換する機能を有すること、また該SUPERMANタンパク質をコードする遺伝子を、転写因子のDNA結合ドメイン又は転写因子をコードする遺伝子に結合させたキメラ遺伝子は、強力な転写抑制能を有するタンパク質を産生することも見出している。   In addition, the present inventor has found that the Arabidopsis SUPERMAN protein has a motif that does not match the above-mentioned common motif, but has a function of converting a transcription factor into a transcriptional repressor, and a gene encoding the SUPERMAN protein is transcribed. It has also been found that a chimeric gene bound to a DNA encoding domain of a factor or a gene encoding a transcription factor produces a protein having a strong transcriptional repression ability.

したがって、本発明において用いられる転写抑制転換ペプチドの一例として、本実施の形態では、Class II ERFタンパク質であるシロイヌナズナ由来のAtERF3タンパク質、同AtERF4タンパク質、同AtERF7タンパク質、同AtERF8タンパク質、タバコERF3タンパク質、イネOsERF3タンパク質、ジンクフィンガータンパク質の一つであるシロイヌナズナZAT10タンパク質、同ZAT11タンパク質等のタンパク質、同SUPERMANタンパク質、これらから切り出したペプチドや、上記機能を有する合成ペプチド等を挙げることができる。   Therefore, as an example of the transcriptional repression converting peptide used in the present invention, in the present embodiment, the class II ERF protein, AtERF3 protein derived from Arabidopsis thaliana, the same AtERF4 protein, the same AtERF7 protein, the same AtERF8 protein, the tobacco ERF3 protein, the rice Examples include OsERF3 protein, one of zinc finger proteins, Arabidopsis thaliana ZAT10 protein, ZAT11 protein and other proteins, SUPERMAN protein, peptides excised from these, synthetic peptides having the above functions, and the like.

上記転写抑制転換ペプチドの一例の具体的な構造は、下記式(1)〜(4)の何れかで表されるアミノ酸配列となっている。
(1)X1−Leu−Asp−Leu−X2−Leu−X3
(但し、式中、X1は0〜10個のアミノ酸残基を示し、X2はAsn又はGluを示し、X3は少なくとも6個のアミノ酸残基を示す。)
(2)Y1−Phe−Asp−Leu−Asn−Y2−Y3
(但し、式中、Y1は0〜10個のアミノ酸残基を示し、Y2はPheまたはIleを示し、Y3は少なくとも6個のアミノ酸残基を示す。)
(3)Z1−Asp−Leu−Z2−Leu−Arg−Leu−Z3
(但し、式中、Z1はLeu、Asp−LeuまたはLeu−Asp−Leuを示し、Z2はGlu、GlnまたはAspを示し、Z3は0〜10個のアミノ酸残基を示す。)
(4)Asp−Leu−Z4−Leu−Arg−Leu
(但し、式中、Z4はGlu、GlnまたはAspを示す。)
(I−2−1)式(1)の転写抑制転換ペプチド
上記式(1)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記X1で表されるアミノ酸残基の数は0〜10個の範囲内であればよい。また、X1で表されるアミノ酸残基を構成する具体的なアミノ酸の種類は特に限定されるものではなく、どのようなものであってもよい。換言すれば、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドにおいては、N末端側には、1個の任意のアミノ酸または2〜10個の任意のアミノ酸残基からなるオリゴマーが付加されていてもよいし、アミノ酸が何も付加されていなくてもよい。
A specific structure of an example of the transcription repressing conversion peptide is an amino acid sequence represented by any of the following formulas (1) to (4).
(1) X1-Leu-Asp-Leu-X2-Leu-X3
(In the formula, X1 represents 0 to 10 amino acid residues, X2 represents Asn or Glu, and X3 represents at least 6 amino acid residues.)
(2) Y1-Phe-Asp-Leu-Asn-Y2-Y3
(Wherein, Y1 represents 0 to 10 amino acid residues, Y2 represents Phe or Ile, and Y3 represents at least 6 amino acid residues.)
(3) Z1-Asp-Leu-Z2-Leu-Arg-Leu-Z3
(Wherein, Z1 represents Leu, Asp-Leu or Leu-Asp-Leu, Z2 represents Glu, Gln or Asp, and Z3 represents 0 to 10 amino acid residues.)
(4) Asp-Leu-Z4-Leu-Arg-Leu
(However, in the formula, Z4 represents Glu, Gln or Asp.)
(I-2-1) Transcriptional Repression Conversion Peptide of Formula (1) In the transcriptional repression conversion peptide of the above formula (1), the number of amino acid residues represented by X1 should be in the range of 0-10. That's fine. Moreover, the kind of specific amino acid which comprises the amino acid residue represented by X1 is not specifically limited, What kind of thing may be sufficient. In other words, in the transcription repressor converting peptide of the above formula (1), an oligomer consisting of one arbitrary amino acid or 2 to 10 arbitrary amino acid residues may be added to the N-terminal side. However, no amino acid may be added.

このX1で表されるアミノ酸残基は、式(1)の転写抑制転換ペプチドを合成するときの容易さからみれば、できるだけ短いほうがよい。具体的には、10個以下であることが好ましく、5個以下であることがより好ましい。   The amino acid residue represented by X1 is preferably as short as possible in view of the ease of synthesizing the transcriptional repression converting peptide of formula (1). Specifically, it is preferably 10 or less, and more preferably 5 or less.

同様に、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記X3で表されるアミノ酸残基の数は少なくとも6個であればよい。また、X3で表されるアミノ酸残基を構成する具体的なアミノ酸の種類は特に限定されるものではなく、どのようなものであってもよい。換言すれば、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドにおいては、C末端側には、6個以上の任意のアミノ酸残基からなるオリゴマーが付加されていればよい。上記X3で表されるアミノ酸残基は、最低6個あれば上記機能を示すことができる。   Similarly, in the transcription repressor converting peptide of the above formula (1), the number of amino acid residues represented by X3 may be at least 6. Moreover, the kind of specific amino acid which comprises the amino acid residue represented by X3 is not specifically limited, What kind of thing may be sufficient. In other words, in the transcription repressor converting peptide of the above formula (1), an oligomer composed of 6 or more arbitrary amino acid residues may be added to the C-terminal side. If the amino acid residue represented by X3 is at least 6, it can exhibit the above function.

上記式(1)の転写抑制転換ペプチドにおいて、X1およびX3を除いた5個のアミノ酸残基からなるペンタマー(5mer)の具体的な配列は、配列番号40、41に示す。なお、上記X2がAsnの場合のアミノ酸配列が配列番号40に示すアミノ酸配列であり、上記X2がGluの場合のアミノ酸配列が配列番号41に示すアミノ酸配列である。   In the transcriptional repressor converting peptide of the above formula (1), specific sequences of pentamers (5mers) consisting of 5 amino acid residues excluding X1 and X3 are shown in SEQ ID NOs: 40 and 41. The amino acid sequence when X2 is Asn is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 40, and the amino acid sequence when X2 is Glu is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 41.

(I−2−2)式(2)の転写抑制転換ペプチド
上記式(2)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドのX1と同様、上記Y1で表されるアミノ酸残基の数は0〜10個の範囲内であればよい。また、Y1で表されるアミノ酸残基を構成する具体的なアミノ酸の種類は特に限定されるものではなく、どのようなものであってもよい。換言すれば、上記式(2)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドと同様、N末端側には、1個の任意のアミノ酸または2〜10個の任意のアミノ酸残基からなるオリゴマーが付加されていてもよいし、アミノ酸が何も付加されていなくてもよい。
(I-2-2) Transcriptional Repression Conversion Peptide of Formula (2) The transcriptional repression conversion peptide of Formula (2) is represented by Y1 as described above for X1 of the transcriptional repression conversion peptide of Formula (1). The number of amino acid residues should just be in the range of 0-10. Moreover, the kind of specific amino acid which comprises the amino acid residue represented by Y1 is not specifically limited, What kind of thing may be sufficient. In other words, in the transcriptional repression converting peptide of the above formula (2), as in the transcriptional repression converting peptide of the above formula (1), at the N-terminal side, one arbitrary amino acid or 2-10 arbitrary An oligomer composed of amino acid residues may be added, or no amino acid may be added.

このY1で表されるアミノ酸残基は、式(2)の転写抑制転換ペプチドを合成するときの容易さからみれば、できるだけ短いほうがよい。具体的には、10個以下であることが好ましく、5個以下であることがより好ましい。   The amino acid residue represented by Y1 should be as short as possible in view of the ease of synthesizing the transcriptional repression converting peptide of formula (2). Specifically, it is preferably 10 or less, and more preferably 5 or less.

同様に、上記式(2)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドのX3と同様、上記Y3で表されるアミノ酸残基の数は少なくとも6個であればよい。また、Y3で表されるアミノ酸残基を構成する具体的なアミノ酸の種類は特に限定されるものではく、どのようなものであってもよい。換言すれば、上記式(2)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドと同様、C末端側には、6個以上の任意のアミノ酸残基からなるオリゴマーが付加されていればよい。上記Y3で表されるアミノ酸残基は、最低6個あれば上記機能を示すことができる。   Similarly, in the transcription repressor converting peptide of the above formula (2), the number of amino acid residues represented by Y3 may be at least 6 as in the case of X3 of the transcription repressing converting peptide of the above formula (1). . Moreover, the specific kind of amino acid which comprises the amino acid residue represented by Y3 is not specifically limited, What kind of thing may be sufficient. In other words, in the transcription repressor converting peptide of the above formula (2), as in the transcription repressing convertible peptide of the above formula (1), an oligomer composed of 6 or more arbitrary amino acid residues is added to the C-terminal side. It only has to be done. If the amino acid residue represented by Y3 is at least 6, the above function can be exhibited.

上記式(2)の転写抑制転換ペプチドにおいて、Y1およびY3を除いた5個のアミノ酸残基からなるペンタマー(5mer)の具体的な配列は、配列番号42、43に示す。なお、上記Y2がPheの場合のアミノ酸配列が配列番号42に示すアミノ酸配列であり、上記Y2がIleの場合のアミノ酸配列が配列番号43に示すアミノ酸配列である。また、Y2を除いた4個のアミノ酸残基からなるテトラマー(4mer)の具体的な配列は、配列番号44に示す。   In the transcription repressor converting peptide of the above formula (2), specific sequences of pentamers (5mers) consisting of 5 amino acid residues excluding Y1 and Y3 are shown in SEQ ID NOs: 42 and 43. The amino acid sequence when Y2 is Phe is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 42, and the amino acid sequence when Y2 is Ile is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 43. A specific sequence of a tetramer (4mer) consisting of 4 amino acid residues excluding Y2 is shown in SEQ ID NO: 44.

(I−2−3)式(3)の転写抑制転換ペプチド
上記式(3)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記Z1で表されるアミノ酸残基は、1〜3個の範囲内でLeuを含むものとなっている。アミノ酸1個の場合は、Leuであり、アミノ酸2個の場合は、Asp−Leuとなっており、アミノ酸3個の場合はLeu−Asp−Leuとなっている。
(I-2-3) Transcriptional Repression Conversion Peptide of Formula (3) In the transcriptional repression conversion peptide of the above formula (3), the amino acid residue represented by Z1 has Leu within a range of 1 to 3. It is included. The case of 1 amino acid is Leu, the case of 2 amino acids is Asp-Leu, and the case of 3 amino acids is Leu-Asp-Leu.

一方、上記式(3)の転写抑制転換ペプチドにおいては、上記式(1)の転写抑制転換ペプチドのX1等と同様、上記Z3で表されるアミノ酸残基の数は0〜10個の範囲内であればよい。また、Z3で表されるアミノ酸残基を構成する具体的なアミノ酸の種類は特に限定されるものではなく、どのようなものであってもよい。換言すれば、上記式(3)の転写抑制転換ペプチドにおいては、C末端側には、1個の任意のアミノ酸または2〜10個の任意のアミノ酸残基からなるオリゴマーが付加されていてもよいし、アミノ酸が何も付加されていなくてもよい。   On the other hand, in the transcriptional repression converting peptide of the above formula (3), the number of amino acid residues represented by the above Z3 is in the range of 0 to 10 like X1 of the transcriptional repression converting peptide of the above formula (1). If it is. Moreover, the kind of specific amino acid which comprises the amino acid residue represented by Z3 is not specifically limited, What kind of thing may be sufficient. In other words, in the transcription repressor converting peptide of the above formula (3), an oligomer consisting of one arbitrary amino acid or 2 to 10 arbitrary amino acid residues may be added to the C-terminal side. However, no amino acid may be added.

このZ3で表されるアミノ酸残基は、式(3)の転写抑制転換ペプチドを合成するときに容易さからみれば、できるだけ短いほうがよい。具体的には、10個以下であることが好ましく、5個以下であることがより好ましい。Z3で表されるアミノ酸残基の具体的な例としては、Gly、Gly−Phe−Phe、Gly−Phe−Ala、Gly−Tyr−Tyr、Ala−Ala−Ala等が挙げられるが、もちろんこれらに限定される物ではない。   The amino acid residue represented by Z3 should be as short as possible from the viewpoint of ease of synthesis of the transcriptional repressor converting peptide of formula (3). Specifically, it is preferably 10 or less, and more preferably 5 or less. Specific examples of the amino acid residue represented by Z3 include Gly, Gly-Phe-Phe, Gly-Phe-Ala, Gly-Tyr-Tyr, Ala-Ala-Ala and the like. It is not limited.

また、この式(3)で表される転写抑制転換ペプチド全体のアミノ酸残基の数は、特に限定されるものではないが、合成するときに容易さからみれば、20アミノ酸以下であることが好ましい。   In addition, the number of amino acid residues in the entire transcriptional repressor conversion peptide represented by the formula (3) is not particularly limited, but may be 20 amino acids or less from the viewpoint of ease of synthesis. preferable.

上記式(3)の転写抑制転換ペプチドにおいて、Z3を除いた7〜10個のアミノ酸残基からなるオリゴマーの具体的な配列は、配列番号45〜53に示す。なお、上記Z1がLeuかつZ2がGlu、GlnまたはAspの場合のアミノ酸配列が、それぞれ配列番号45、46または47に示すアミノ酸配列であり、上記Z1がAsp−LeuかつZ2がGlu、GlnまたはAspの場合のアミノ酸配列が、それぞれ配列番号48、49または50に示すアミノ酸配列であり、上記Z1がLeu−Asp−LeuかつZ2がGlu、GlnまたはAspの場合のアミノ酸配列が、それぞれ配列番号51、52または53に示すアミノ酸配列である。   In the transcriptional repression converting peptide of the above formula (3), the specific sequence of the oligomer consisting of 7 to 10 amino acid residues excluding Z3 is shown in SEQ ID NOs: 45 to 53. The amino acid sequence when Z1 is Leu and Z2 is Glu, Gln or Asp is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 45, 46 or 47, respectively, and Z1 is Asp-Leu and Z2 is Glu, Gln or Asp. Is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 48, 49 or 50, respectively, and the amino acid sequence when Z1 is Leu-Asp-Leu and Z2 is Glu, Gln or Asp is SEQ ID NO: 51, respectively. The amino acid sequence shown in 52 or 53.

(I−2−4)式(4)の転写抑制転換ペプチド
上記式(4)の転写抑制転換ペプチドは、6個のアミノ酸残基からなるヘキサマー(6mer)であり、その具体的な配列は、配列番号7、16、54に示す。なお、上記Z4がGluの場合のアミノ酸配列が配列番号7に示すアミノ酸配列であり、上記Z4がAspの場合のアミノ酸配列が配列番号16に示すアミノ酸配列であり、上記Z4がGlnの場合のアミノ酸配列が配列番号54に示すアミノ酸配列である。
(I-2-4) Transcriptional Repression Conversion Peptide of Formula (4) The transcriptional repression conversion peptide of the above formula (4) is a hexamer (6mer) consisting of 6 amino acid residues, and its specific sequence is: SEQ ID NOs: 7, 16, and 54 are shown. The amino acid sequence when Z4 is Glu is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7, the amino acid sequence when Z4 is Asp is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 16, and the amino acid sequence when Z4 is Gln. The sequence is the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 54.

特に、本発明において用いられる転写抑制転換ペプチドは、上記式(4)で表されるヘキサマーのような最小配列を有するペプチドであってもよい。例えば、配列番号7に示すアミノ酸配列は、シロイヌナズナSUPERMANタンパク質(SUPタンパク質)の196〜201番目のアミノ酸配列に相当し、上述したように、本発明者が新たに上記転写抑制転換ペプチドとして見出したものである。   In particular, the transcriptional repression converting peptide used in the present invention may be a peptide having a minimum sequence such as a hexamer represented by the above formula (4). For example, the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 7 corresponds to the 196th to 201st amino acid sequence of Arabidopsis SUPERMAN protein (SUP protein), and as described above, the present inventor newly found as the above transcription repressor conversion peptide. It is.

(I−2−5)転写抑制転換ペプチドのより具体的な例
上述した各式で表される転写抑制転換ペプチドのより具体的な例としては、例えば、配列番号3〜19のいずれかに示されるアミノ酸配列からなるぺプチドを挙げることができる。これらオリゴペプチドは、本発明者が上記転写抑制転換ペプチドであることを見出したものである(例えば、特許文献9参照)。
(I-2-5) More specific example of transcriptional repression converting peptide As a more specific example of the transcriptional repressing converting peptide represented by each formula described above, for example, any one of SEQ ID NOs: 3 to 19 is shown. And a peptide comprising an amino acid sequence. These oligopeptides have been found by the present inventor to be the above-mentioned transcription repressor conversion peptide (see, for example, Patent Document 9).

さらに、上記転写抑制転換ペプチドの他の具体的な例として、次に示す(e)又は(f)記載のオリゴペプチドを挙げることができる。
(e)配列番号20又は21に示されるいずれかのアミノ酸配列からなるペプチド。
(f)配列番号20又は21に示されるいずれかのアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなるペプチド。
Furthermore, the other oligopeptide of the following (e) or (f) description can be mentioned as another specific example of the said transcription repression conversion peptide.
(E) A peptide consisting of any amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20 or 21.
(F) A peptide comprising an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added in any one of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 20 or 21.

上記配列番号20に示されるアミノ酸配列からなるペプチドは、SUPタンパク質である。また、上記の「配列番号20又は21に示されるいずれかのアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列」における「1個又は数個」の範囲は特に限定されないが、例えば、1から20個、好ましくは1から10個、より好ましくは1から7個、さらに好ましくは1個から5個、特に好ましくは1個から3個を意味する。   The peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20 is a SUP protein. In addition, “one or several in the amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted and / or added in any one of the amino acid sequences shown in SEQ ID NO: 20 or 21”. The range of “pieces” is not particularly limited, but for example, 1 to 20, preferably 1 to 10, more preferably 1 to 7, more preferably 1 to 5, particularly preferably 1 to 3 means.

上記アミノ酸の欠失、置換若しくは付加は、上記ペプチドをコードする塩基配列を、当該技術分野で公知の手法によって改変することによって行うことができる。塩基配列に変異を導入するには、Kunkel法またはGapped duplex法等の公知手法又はこれに準ずる方法により行うことができ、例えば部位特異的突然変異誘発法を利用した変異導入用キット(例えばMutant-KやMutant-G(何れも商品名、TAKARA社製))等を用いて、あるいはLA PCR in vitro Mutagenesisシリーズキット(商品名、TAKARA社製)を用いて異変が導入される。   Deletion, substitution or addition of the amino acid can be performed by modifying the base sequence encoding the peptide by a technique known in the art. Mutation can be introduced into a base sequence by a known method such as Kunkel method or Gapped duplex method or a method according thereto, for example, a mutation introduction kit (for example, Mutant-) using site-directed mutagenesis. Anomalies are introduced using K, Mutant-G (both trade names, manufactured by TAKARA) or the like, or LA PCR in vitro Mutagenesis series kit (trade name, manufactured by TAKARA).

また、上記機能性ペプチドは、配列番号20に示されるアミノ酸配列の全長配列からなるペプチドに限られず、その部分配列からなるペプチドであってもよい。   The functional peptide is not limited to the peptide consisting of the full-length sequence of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20, and may be a peptide consisting of a partial sequence thereof.

その部分配列からなるペプチドとしては、例えば、配列番号21に示されるアミノ酸配列(SUPタンパク質の175から204番目のアミノ酸配列)からなるペプチドが挙げられ、その部分配列からなるペプチドとしては、上記(3)で表されるペプチドが挙げられる。   Examples of the peptide consisting of the partial sequence include a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 21 (the 175th to 204th amino acid sequence of the SUP protein). Examples of the peptide consisting of the partial sequence include the above (3 ).

(I−3)転写抑制転換ペプチドの他の例
本発明者は、さらに、上記モチーフの構造について検討した結果、新たに6つのアミノ酸からなるモチーフを見出した。このモチーフは、具体的には、次に示す一般式(5)で表されるアミノ酸配列からなるペプチドである。これらのペプチドも、上記転写抑制転換ペプチドに含まれる。
(5)α1−Leu−β1−Leu−γ1−Leu
但し、上記式(5)中α1は、Asp、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、β1は、Asp、Gln、Asn、Arg、Glu、Thr、Ser又はHisを示し、γ1は、Arg、Gln、Asn、Thr、Ser、His、Lys又はAspを示す。
(I-3) Other Examples of Transcriptional Repression Conversion Peptides The present inventors have further studied the structure of the motif, and as a result, have newly found a motif composed of six amino acids. Specifically, this motif is a peptide consisting of an amino acid sequence represented by the following general formula (5). These peptides are also included in the above-mentioned transcription repressor conversion peptide.
(5) α1-Leu-β1-Leu-γ1-Leu
In the formula (5), α1 represents Asp, Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, β1 represents Asp, Gln, Asn, Arg, Glu, Thr, Ser or His, and γ1 represents Arg. , Gln, Asn, Thr, Ser, His, Lys or Asp.

なお、上記一般式(5)で表されるペプチドを、便宜上、次に示す一般式(6)、(7)、(8)又は(9)で表されるアミノ酸配列を有しているペプチドに分類する。
(6)α1−Leu−β1−Leu−γ2−Leu
(7)α1−Leu−β2−Leu−Arg−Leu
(8)α2−Leu−β1−Leu−Arg−Leu
(9)Asp−Leu−β3−Leu−Arg−Leu
但し、上記各式中、α1は、Asp、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、α2は、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示す。また、β1は、Asp、Gln、Asn、Arg、Glu、Thr、Ser又はHisを示し、β2はAsn、Arg、Thr、Ser又はHisを示し、β3は、Glu、Asp又はGlnを示す。さらに、γ2は、Gln、Asn、Thr、Ser、His、Lys又はAspを示す。
For convenience, the peptide represented by the general formula (5) is changed to a peptide having the amino acid sequence represented by the following general formula (6), (7), (8) or (9). Classify.
(6) α1-Leu-β1-Leu-γ2-Leu
(7) α1-Leu-β2-Leu-Arg-Leu
(8) α2-Leu-β1-Leu-Arg-Leu
(9) Asp-Leu-β3-Leu-Arg-Leu
In the above formulas, α1 represents Asp, Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, and α2 represents Asn, Glu, Gln, Thr or Ser. Β1 represents Asp, Gln, Asn, Arg, Glu, Thr, Ser or His, β2 represents Asn, Arg, Thr, Ser or His, and β3 represents Glu, Asp or Gln. Further, γ2 represents Gln, Asn, Thr, Ser, His, Lys, or Asp.

上記式(5)〜(9)で表されるアミノ酸配列からなる転写抑制転換ペプチドのより具体的な例としては、配列番号22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、133、59、又は60で表されるアミノ酸配列からなるペプチドを挙げることができる。このうち、配列番号29、30、32、34、133、59、又は60のペプチドは、一般式(6)に示されるペプチドに相当し、配列番号22、25、35、36又は37のペプチドは、一般式(7)に示されるペプチドに相当し、配列番号26、27、28、31、又は33のペプチドは、一般式(8)に示されるペプチドに相当し、配列番号23又は24のペプチドは、一般式(9)に示されるペプチドに相当する。   As more specific examples of the transcriptional repression converting peptide consisting of the amino acid sequence represented by the above formulas (5) to (9), SEQ ID NOs: 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, Peptides having an amino acid sequence represented by 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 133, 59, or 60 can be mentioned. Among these, the peptide of SEQ ID NO: 29, 30, 32, 34, 133, 59, or 60 corresponds to the peptide represented by the general formula (6), and the peptide of SEQ ID NO: 22, 25, 35, 36, or 37 is The peptide of SEQ ID NO: 26, 27, 28, 31, or 33 corresponds to the peptide of general formula (8), and the peptide of SEQ ID NO: 23 or 24. Corresponds to the peptide represented by the general formula (9).

また、上記一般式(5)〜(9)に示されるペプチド以外にも配列番号38または39で表されるアミノ酸配列からなる転写抑制転換ペプチドを用いることもできる。   In addition to the peptides represented by the general formulas (5) to (9), a transcription repressing / converting peptide consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 38 or 39 can also be used.

(I−4)キメラタンパク質の生産方法
上記(I−2)および(I−3)で説明した各種転写抑制転換ペプチドは、上記(I−1)で説明した転写因子と融合してキメラタンパク質とすることにより、当該転写因子を転写抑制因子とすることができる。したがって、本発明では、上記転写抑制転換ペプチドをコードするポリヌクレオチドを用いて、転写因子をコードする遺伝子とのキメラ遺伝子を得れば、キメラタンパク質を生産させることができる。
(I-4) Chimeric protein production method The various transcription repressor converting peptides described in (I-2) and (I-3) above are fused with the transcription factor described in (I-1) above to form a chimeric protein. By doing so, the transcription factor can be used as a transcriptional repression factor. Therefore, in the present invention, a chimeric protein can be produced by obtaining a chimeric gene with a gene encoding a transcription factor using the polynucleotide encoding the transcription repressing conversion peptide.

具体的には、上記転写抑制転換ペプチドをコードするポリヌクレオチド(説明の便宜上、転写抑制転換ポリヌクレオチドと称する)と上記転写因子をコードする遺伝子とを連結することによりキメラ遺伝子を構築して、植物細胞に導入する。これによりキメラタンパク質を生産させることができる。なお、キメラ遺伝子を植物細胞に導入する具体的な方法については、後述する(2)の項で詳細に説明する。   Specifically, a chimeric gene is constructed by linking a polynucleotide encoding the transcription repressing conversion peptide (referred to as a transcription repressing conversion polynucleotide for convenience of explanation) and a gene encoding the transcription factor, Introduce into cells. Thereby, a chimeric protein can be produced. A specific method for introducing the chimeric gene into plant cells will be described in detail in the section (2) described later.

上記転写抑制転換ポリヌクレオチドの具体的な塩基配列は特に限定されるものではなく、遺伝暗号に基づいて、上記転写抑制転換ペプチドのアミノ酸配列に対応する塩基配列を含んでいればよい。また、必要に応じて、上記転写抑制転換ポリヌクレオチドは、転写因子遺伝子と連結するための連結部位となる塩基配列を含んでいてもよい。さらに、上記転写抑制転換ポリヌクレオチドのアミノ酸読み枠と転写因子遺伝子の読み枠とが一致しないような場合に、これらを一致させるための付加的な塩基配列を含んでいてもよい。   The specific base sequence of the transcriptional repression conversion polynucleotide is not particularly limited, and may include a base sequence corresponding to the amino acid sequence of the transcriptional repression conversion peptide based on the genetic code. In addition, if necessary, the transcriptional repression conversion polynucleotide may include a base sequence serving as a linking site for linking with a transcription factor gene. Further, when the amino acid reading frame of the transcription repressor conversion polynucleotide does not match the reading frame of the transcription factor gene, an additional base sequence for matching them may be included.

上記転写抑制転換ポリヌクレオチドの具体例としては、例えば、配列番号61、63、65、67、69、71、73、75、77、79、81、83、85、87、89、91、93、97、99、101、103、105、107、109、111、113、115、117、119、121、123、125、127、129、131、1、55又は57に示される塩基配列からなるポリヌクレオチドを挙げることができる。また、配列番号62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、98、100、102、104、106、108、110、112、114、116、118、120、122、124、126、128、130、132、2、56、又は58に示されるポリヌクレオチドは、それぞれ、上記例示されたポリヌクレオチドと相補的なポリヌクレオチドである。これらのポリヌクレオチドは、以下の表1に示すように配列番号3〜39、133、59、60に示されるアミノ酸配列に対応するものである。また、上記転写抑制転換ポリヌクレオチドの他の具体例としては、例えば、配列番号95、96に示されるポリヌクレオチドを挙げることができる。これらのポリヌクレオチドは、以下の表1に示すように配列番号20、21に示されるアミノ酸配列に対応するものである。   Specific examples of the transcription repression conversion polynucleotide include, for example, SEQ ID NOs: 61, 63, 65, 67, 69, 71, 73, 75, 77, 79, 81, 83, 85, 87, 89, 91, 93, A polynucleotide comprising the base sequence represented by 97, 99, 101, 103, 105, 107, 109, 111, 113, 115, 117, 119, 121, 123, 125, 127, 129, 131, 1, 55, or 57 Can be mentioned. Also, SEQ ID NOs: 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 98, 100, 102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 2, 56, or 58 are each a polynucleotide complementary to the polynucleotide exemplified above. It is a nucleotide. These polynucleotides correspond to the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 3-39, 133, 59, 60 as shown in Table 1 below. In addition, other specific examples of the above transcription repressor conversion polynucleotide include the polynucleotides shown in SEQ ID NOs: 95 and 96, for example. These polynucleotides correspond to the amino acid sequences shown in SEQ ID NOs: 20 and 21, as shown in Table 1 below.

本発明で用いられるキメラタンパク質は、転写因子をコードする遺伝子と転写抑制転換ポリヌクレオチドとを連結した上記キメラ遺伝子から得ることができる。したがって、上記キメラタンパク質は、上記転写因子の部位と、上記転写抑制転換ペプチドの部位とが含まれていればよく、その構成は特に限定されるものではない。例えば、転写因子と転写抑制転換ペプチドとの間をつなぐためのリンカー機能を有するポリペプチドや、HisやMyc、Flag等のようにキメラタンパク質をエピトープ標識するためのポリペプチド等、各種の付加的なポリペプチドが含まれていてもよい。さらに上記キメラタンパク質には、必要に応じて、ポリペプチド以外の構造、例えば、糖鎖やイソプレノイド基等が含まれていてもよい。   The chimeric protein used in the present invention can be obtained from the above chimeric gene in which a gene encoding a transcription factor and a transcriptional repression conversion polynucleotide are linked. Therefore, the chimeric protein is not particularly limited as long as it contains the site of the transcription factor and the site of the transcription repressor conversion peptide. For example, various additional agents such as a polypeptide having a linker function for connecting between a transcription factor and a transcription repressor conversion peptide, and a polypeptide for epitope-labeling a chimeric protein such as His, Myc, Flag, etc. A polypeptide may be included. Furthermore, the chimeric protein may contain a structure other than a polypeptide, such as a sugar chain or an isoprenoid group, as necessary.

(II)本発明にかかる植物体の生産方法の一例
本発明にかかる植物体の生産方法は、上記(I)で説明したキメラタンパク質を植物体で生産させ、葯の裂開を抑制する過程を含んでいれば特に限定されるものではないが、本発明にかかる植物体の生産方法を具体的な工程で示せば、例えば、発現ベクター構築工程、形質転換工程、選抜工程等の工程を含む生産方法として挙げることができる。このうち、本発明では、少なくとも形質転換工程が含まれていればよい。以下、各工程について具体的に説明する。
(II) An example of a method for producing a plant according to the present invention The method for producing a plant according to the present invention comprises a step of producing the chimeric protein described in (I) above in a plant and suppressing the cleavage of cocoons. Although it will not specifically limit if it contains, if the production method of the plant body concerning this invention is shown in a specific process, for example, production including processes, such as an expression vector construction process, a transformation process, and a selection process It can be mentioned as a method. Among these, in the present invention, at least the transformation step may be included. Hereinafter, each step will be specifically described.

(II−1)発現ベクター構築工程
本発明において行われる発現ベクター構築工程は、上記(I−1)で説明した転写因子をコードする遺伝子と、上記(I−4)で説明した転写抑制転換ポリヌクレオチドと、プロモーターとを含む組換え発現ベクターを構築する工程であれば特に限定されるものではない。
(II-1) Expression vector construction step The expression vector construction step carried out in the present invention comprises the gene encoding the transcription factor described in (I-1) above and the transcriptional repression conversion poly described in (I-4) above. There is no particular limitation as long as it is a step of constructing a recombinant expression vector containing a nucleotide and a promoter.

上記組換え発現ベクターの母体となるベクターとしては、従来公知の種々のベクターを用いることができる。例えば、プラスミド、ファージ、またはコスミド等を用いることができ、導入される植物細胞や導入方法に応じて適宜選択することができる。具体的には、例えば、pBR322、pBR325、pUC19、pUC119、pBluescript、pBluescriptSK、pBI系のベクター等を挙げることができる。特に、植物体へのベクターの導入法がアグロバクテリウムを用いる方法である場合には、pBI系のバイナリーベクターを用いることが好ましい。pBI系のバイナリーベクターとしては、具体的には、例えば、pBIG、pBIN19、pBI101、pBI121、pBI221等を挙げることができる。   Various vectors known in the art can be used as the parent vector of the recombinant expression vector. For example, a plasmid, phage, cosmid or the like can be used, and can be appropriately selected according to the plant cell to be introduced and the introduction method. Specific examples include pBR322, pBR325, pUC19, pUC119, pBluescript, pBluescriptSK, and pBI vectors. In particular, when the method for introducing a vector into a plant is a method using Agrobacterium, it is preferable to use a pBI binary vector. Specific examples of the pBI binary vector include pBIG, pBIN19, pBI101, pBI121, pBI221, and the like.

上記プロモーターは、植物体内で遺伝子を発現させることが可能なプロモーターであれば特に限定されるものではなく、公知のプロモーターを好適に用いることができる。かかるプロモーターとしては、例えば、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーター(CaMV35S)、アクチンプロモーター、ノパリン合成酵素のプロモーター、タバコのPR1a遺伝子プロモーター、トマトのリブロース1,5−二リン酸カルボキシラーゼ・オキシダーゼ小サブユニットプロモーター等を挙げることができる。この中でも、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーターまたはアクチンプロモーターをより好ましく用いることができる。これらのプロモーターを用いれば、得られる組換え発現ベクターでは、植物細胞内に導入されたときに任意の遺伝子を強く発現させることが可能となる。   The promoter is not particularly limited as long as it is a promoter capable of expressing a gene in a plant body, and a known promoter can be suitably used. Examples of such promoters include cauliflower mosaic virus 35S promoter (CaMV35S), actin promoter, nopaline synthase promoter, tobacco PR1a gene promoter, tomato ribulose 1,5-diphosphate carboxylase oxidase small subunit promoter and the like. Can be mentioned. Among these, cauliflower mosaic virus 35S promoter or actin promoter can be used more preferably. When these promoters are used, the resulting recombinant expression vector can strongly express an arbitrary gene when introduced into a plant cell.

また、上記プロモーターは、葯特異的に遺伝子を発現させることができるプロモーターであってもよい。かかるプロモーターとしては、例えばTA56プロモーター、AtMYB26プロモーター、DAD1プロモーター等を挙げることができる。このようなプロモーターを用いることにより、上記キメラタンパク質をコードする遺伝子を葯でのみ発現させて、他の組織に影響を与えることなく、葯の裂開を抑制することが可能となる。かかるプロモーターを用いることにより、当該遺伝子の発現の時期及び組織に特異的に遺伝子を発現させることが可能となり、葯の裂開をより効果的に抑制することができる。   The promoter may be a promoter capable of expressing a gene in a specific manner. Examples of such promoters include TA56 promoter, AtMYB26 promoter, DAD1 promoter and the like. By using such a promoter, it becomes possible to express the gene encoding the chimeric protein only in the cocoon and suppress the cleavage of the cocoon without affecting other tissues. By using such a promoter, it becomes possible to express the gene specifically in the time of expression and the tissue of the gene, and the cleavage of the wrinkles can be more effectively suppressed.

また、広い範囲の植物組織で機能するプロモーターの中でも、本発明で用いられるキメラ遺伝子を発現させることによって、葯の裂開にかかる形質のみが変化し、他の形質は変化しないようなプロモーターは、本発明において非常に好適に用いることができる。例えば、後述する実施例で示されるように、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーターを用いる場合には、葯以外には異常は見られない。   In addition, among promoters that function in a wide range of plant tissues, by expressing the chimeric gene used in the present invention, only the trait related to the cleavage of the anther changes, and other promoters that do not change other traits, In this invention, it can use very suitably. For example, as shown in the examples described later, when the cauliflower mosaic virus 35S promoter is used, no abnormality is observed except for wrinkles.

上記プロモーターは、転写因子をコードする遺伝子と転写抑制転換ポリヌクレオチドとを連結したキメラ遺伝子を発現しうるように連結され、ベクター内に導入されていればよく、組換え発現ベクターとしての具体的な構造は特に限定されるものではない。   The promoter is not limited as long as it is linked so as to express a chimeric gene in which a gene encoding a transcription factor and a transcriptional repression-converting polynucleotide are linked and introduced into a vector. The structure is not particularly limited.

上記組換え発現ベクターは、上記プロモーターおよび上記キメラ遺伝子に加えて、さらに他のDNAセグメントを含んでいてもよい。当該他のDNAセグメントは特に限定されるものではないが、ターミネーター、選別マーカー、エンハンサー、翻訳効率を高めるための塩基配列等を挙げることができる。また、上記組換え発現ベクターは、さらにT−DNA領域を有していてもよい。T−DNA領域は特にアグロバクテリウムを用いて上記組換え発現ベクターを植物体に導入する場合に遺伝子導入の効率を高めることができる。   The recombinant expression vector may further contain other DNA segments in addition to the promoter and the chimeric gene. The other DNA segment is not particularly limited, and examples thereof include a terminator, a selection marker, an enhancer, and a base sequence for improving translation efficiency. The recombinant expression vector may further have a T-DNA region. The T-DNA region can increase the efficiency of gene transfer particularly when Agrobacterium is used to introduce the recombinant expression vector into a plant body.

ターミネーターは転写終結部位としての機能を有していれば特に限定されるものではなく、公知のものであってもよい。例えば、具体的には、ノパリン合成酵素遺伝子の転写終結領域(Nosターミネーター)、カリフラワーモザイクウイルス35Sの転写終結領域(CaMV35Sターミネーター)等を好ましく用いることができる。この中でもNosターミネーターをより好ましく用いることできる。   The terminator is not particularly limited as long as it has a function as a transcription termination site, and may be a known one. For example, specifically, the transcription termination region (Nos terminator) of the nopaline synthase gene, the transcription termination region of the cauliflower mosaic virus 35S (CaMV35S terminator) and the like can be preferably used. Of these, the Nos terminator can be more preferably used.

上記形質転換ベクターにおいては、ターミネーターを適当な位置に配置することにより、植物細胞に導入された後に、不必要に長い転写物を合成したり、強力なプロモーターがプラスミドのコピー数の減少させたりするような現象の発生を防止することができる。   In the above transformation vector, by placing the terminator at an appropriate position, after introduction into a plant cell, an unnecessarily long transcript is synthesized, or a strong promoter reduces the copy number of the plasmid. Such a phenomenon can be prevented from occurring.

上記選別マーカーとしては、例えば薬剤耐性遺伝子を用いることができる。かかる薬剤耐性遺伝子の具体的な一例としては、例えば、ハイグロマイシン、ブレオマイシン、カナマイシン、ゲンタマイシン、クロラムフェニコール等に対する薬剤耐性遺伝子を挙げることができる。これにより、上記抗生物質を含む培地中で生育する植物体を選択することによって、形質転換された植物体を容易に選別することができる。   As the selection marker, for example, a drug resistance gene can be used. Specific examples of such drug resistance genes include drug resistance genes for hygromycin, bleomycin, kanamycin, gentamicin, chloramphenicol and the like. Thereby, the transformed plant body can be easily selected by selecting the plant body growing in the medium containing the antibiotic.

上記翻訳効率を高めるための塩基配列としては、例えばタバコモザイクウイルス由来のomega配列を挙げることができる。このomega配列をプロモーターの非翻訳領域(5’UTR)に配置させることによって、上記キメラ遺伝子の翻訳効率を高めることができる。このように、上記形質転換ベクターには、その目的に応じて、さまざまなDNAセグメントを含ませることができる。   Examples of the base sequence for improving the translation efficiency include omega sequences derived from tobacco mosaic virus. By placing this omega sequence in the untranslated region (5′UTR) of the promoter, the translation efficiency of the chimeric gene can be increased. Thus, the transformation vector can contain various DNA segments depending on the purpose.

上記組換え発現ベクターの構築方法についても特に限定されるものではなく、適宜選択された母体となるベクターに、上記プロモーター、転写因子をコードする遺伝子、および転写抑制転換ポリヌクレオチド、並びに必要に応じて上記他のDNAセグメントを所定の順序となるように導入すればよい。例えば、転写因子をコードする遺伝子と転写抑制転換ポリヌクレオチドとを連結してキメラ遺伝子を構築し、次に、このキメラ遺伝子とプロモーターと(必要に応じてターミネーター等)とを連結して発現カセットを構築し、これをベクターに導入すればよい。   The method for constructing the recombinant expression vector is not particularly limited, and the promoter, the gene encoding the transcription factor, the transcription repressor conversion polynucleotide, and, if necessary, the mother vector appropriately selected. What is necessary is just to introduce | transduce said other DNA segment so that it may become a predetermined order. For example, a chimeric gene is constructed by linking a gene encoding a transcription factor and a transcriptional repression-converting polynucleotide, and then linking this chimeric gene and a promoter (such as a terminator if necessary) to form an expression cassette. What is necessary is just to construct | assemble and introduce this into a vector.

キメラ遺伝子の構築および発現カセットの構築では、例えば、各DNAセグメントの切断部位を互いに相補的な突出末端としておき、ライゲーション酵素で反応させることで、当該DNAセグメントの順序を規定することが可能となる。なお、発現カセットにターミネーターが含まれる場合には、上流から、プロモーター、上記キメラ遺伝子、ターミネーターの順となっていればよい。また、組換え発現ベクターを構築するための試薬類、すなわち制限酵素やライゲーション酵素等の種類についても特に限定されるものではなく、市販のものを適宜選択して用いればよい。   In the construction of the chimeric gene and the expression cassette, for example, it is possible to define the order of the DNA segments by setting the cleavage sites of each DNA segment as complementary protruding ends and reacting with ligation enzymes. . When the terminator is included in the expression cassette, the promoter, the chimeric gene, and the terminator may be in order from the upstream. Further, the types of reagents for constructing the recombinant expression vector, that is, the types of restriction enzymes and ligation enzymes are not particularly limited, and commercially available ones may be appropriately selected and used.

また、上記組換え発現ベクターの増殖方法(生産方法)も特に限定されるものではなく、従来公知の方法を用いることができる。一般的には大腸菌をホストとして当該大腸菌内で増殖させればよい。このとき、ベクターの種類に応じて、好ましい大腸菌の種類を選択してもよい。   Moreover, the propagation method (production method) of the recombinant expression vector is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. In general, Escherichia coli may be used as a host and propagated in the E. coli. At this time, a preferred E. coli type may be selected according to the type of vector.

(II−2)形質転換工程
本発明において行われる形質転換工程は、上記(II−1)で説明した組換え発現ベクターを植物細胞に導入して、上記(I)で説明したキメラタンパク質を生産させるようになっていればよい。
(II-2) Transformation Step In the transformation step performed in the present invention, the recombinant expression vector described in (II-1) above is introduced into plant cells to produce the chimeric protein described in (I) above. It only has to come to let you.

上記組換え発現ベクターを植物細胞に導入する方法(形質転換方法)は特に限定されるものではなく、植物細胞に応じた適切な従来公知の方法を用いることができる。具体的には、例えば、アグロバクテリウムを用いる方法や直接植物細胞に導入する方法を用いることができる。アグロバクテリウムを用いる方法としては、例えば、Transformation of Arabidopsis thaliana by vacuum infiltration(http://www.bch.msu.edu/pamgreen/protocol.htm)を用いることができる。   The method (transformation method) for introducing the recombinant expression vector into a plant cell is not particularly limited, and any conventionally known method suitable for the plant cell can be used. Specifically, for example, a method using Agrobacterium or a method of directly introducing into plant cells can be used. As a method using Agrobacterium, for example, Transformation of Arabidopsis thaliana by vacuum infiltration (http://www.bch.msu.edu/pamgreen/protocol.htm) can be used.

組換え発現ベクターを直接植物細胞に導入する方法としては、例えば、マイクロインジェクション法、エレクトロポレーション法(電気穿孔法)、ポリエチレングリコール法、パーティクルガン法、プロトプラスト融合法、リン酸カルシウム法等を用いることができる。   As a method for directly introducing a recombinant expression vector into a plant cell, for example, a microinjection method, an electroporation method (electroporation method), a polyethylene glycol method, a particle gun method, a protoplast fusion method, a calcium phosphate method, or the like may be used. it can.

上記組換え発現ベクターが導入される植物細胞としては、例えば、花、葉、根等の植物器官における各組織の細胞、カルス、懸濁培養細胞等を挙げることができる。   Examples of plant cells into which the recombinant expression vector is introduced include cells of each tissue, callus, suspension culture cells, etc. in plant organs such as flowers, leaves and roots.

ここで、本発明にかかる植物体の生産方法においては、上記組換え発現ベクターは、生産しようとする種類の植物体に合わせて適切なものを適宜構築してもよいが、汎用的な組換え発現ベクターを予め構築しておき、それを植物細胞に導入してもよい。すなわち、本発明にかかる植物体の生産方法においては、上記(I−1)で説明した組換え発現ベクター構築工程が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。   Here, in the method for producing a plant according to the present invention, the recombinant expression vector may be appropriately constructed according to the type of plant to be produced. An expression vector may be constructed in advance and introduced into plant cells. That is, in the method for producing a plant according to the present invention, the recombinant expression vector construction step described in (I-1) above may or may not be included.

(II−3)その他の工程、その他の方法
本発明にかかる植物体の生産方法においては、上記形質転換工程が含まれていればよく、さらに上記組換え発現ベクター構築工程が含まれていてもよいが、さらに他の工程が含まれていてもよい。具体的には、形質転換後の植物体から適切な形質転換体を選抜する選抜工程等を挙げることができる。
(II-3) Other Steps and Other Methods In the method for producing a plant according to the present invention, it is sufficient if the transformation step is included, and further the recombinant expression vector construction step is included. However, other steps may be included. Specifically, the selection process etc. which select an appropriate transformant from the plant body after transformation can be mentioned.

選抜の方法は特に限定されるものではなく、例えば、ハイグロマイシン耐性等の薬剤耐性を基準として選抜してもよいし、形質転換体を育成した後に、葯の裂開の状況から選抜してもよい。例えば、葯の裂開の状況から選抜する例としては、電子顕微鏡、実体顕微鏡等を用いて、葯の形状を観察する方法を挙げることができる(後述の実施例参照)。   The selection method is not particularly limited. For example, the selection may be performed on the basis of drug resistance such as hygromycin resistance, or may be selected from the state of dehiscence of the cocoon after growing the transformant. Good. For example, as an example of selecting from the state of cleavage of the cocoon, a method of observing the shape of the cocoon using an electron microscope, a stereomicroscope, or the like can be cited (see examples described later).

本発明にかかる植物体の生産方法では、上記キメラ遺伝子を植物体に導入するため、該植物体から、有性生殖または無性生殖により葯の裂開が抑制された子孫を得ることが可能となる。また、該植物体やその子孫から植物細胞や、種子、果実、株、カルス、塊茎、切穂、塊等の繁殖材料を得て、これらを基に該植物体を量産することも可能となる。したがって、本発明にかかる植物体の生産方法では、選抜後の植物体を繁殖させる繁殖工程(量産工程)が含まれていてもよい。   In the method for producing a plant according to the present invention, since the chimeric gene is introduced into the plant, it is possible to obtain offspring from which the dehiscence of moths is suppressed by sexual reproduction or asexual reproduction. Become. It is also possible to obtain propagation materials such as plant cells, seeds, fruits, strains, calluses, tubers, cut ears, lumps, etc. from the plants and their progeny, and mass-produce the plants based on these. . Therefore, in the production method of the plant body concerning this invention, the reproduction process (mass production process) which reproduces the plant body after selection may be included.

なお、本発明における植物体とは、成育した植物個体、植物細胞、植物組織、カルス、種子の少なくとも何れかが含まれる。つまり、本発明では、最終的に植物個体まで成育させることができる状態のものであれば、全て植物体と見なす。また、上記植物細胞には、種々の形態の植物細胞が含まれる。かかる植物細胞としては、例えば、懸濁培養細胞、プロトプラスト、葉の切片等が含まれる。これらの植物細胞を増殖・分化させることにより植物体を得ることができる。なお、植物細胞からの植物体の再生は、植物細胞の種類に応じて、従来公知の方法を用いて行うことができる。したがって、本発明にかかる植物体の生産方法では、植物細胞から植物体を再生させる再生工程が含まれていてもよい。   The plant body in the present invention includes at least one of a grown plant individual, plant cell, plant tissue, callus, and seed. That is, in this invention, if it is a state which can be made to grow finally to a plant individual, all will be considered as a plant body. The plant cells include various forms of plant cells. Such plant cells include, for example, suspension culture cells, protoplasts, leaf sections and the like. Plants can be obtained by growing and differentiating these plant cells. In addition, the reproduction | regeneration of the plant body from a plant cell can be performed using a conventionally well-known method according to the kind of plant cell. Therefore, in the method for producing a plant according to the present invention, a regeneration step for regenerating the plant from the plant cell may be included.

また、本発明にかかる植物体の生産方法は、組換え発現ベクターで形質転換する方法に限定されるものではなく、他の方法を用いてもよい。具体的には、例えば、上記キメラタンパク質そのものを植物体に投与してもよい。この場合、最終的に利用する植物体の部位において葯の裂開を抑制できるように、若年期の植物体にキメラタンパク質を投与すればよい。またキメラタンパク質の投与方法も特に限定されるものではなく、公知の各種方法を用いればよい。   Moreover, the production method of the plant body concerning this invention is not limited to the method of transforming with a recombinant expression vector, You may use another method. Specifically, for example, the chimeric protein itself may be administered to a plant body. In this case, the chimeric protein may be administered to the young plant so that the dehiscence of the cocoon can be suppressed at the site of the plant finally used. Also, the administration method of the chimeric protein is not particularly limited, and various known methods may be used.

(III)本発明により得られる植物体とその有用性、並びにその利用
本発明にかかる植物体の生産方法は、上記キメラタンパク質をコードする遺伝子を植物体で発現させることによる。当該キメラタンパク質における転写因子由来のDNA結合ドメインが、葯の裂開に関与すると推定される標的遺伝子に結合する。転写因子は転写抑制因子に転換され、標的遺伝子の転写が抑制される。これにより葯の裂開を抑制することができる。したがって、本発明には、上記植物体の生産方法により得られる植物体も含まれる。
(III) Plant obtained by the present invention, its usefulness, and use thereof The method for producing a plant according to the present invention is based on expressing a gene encoding the chimeric protein in the plant. A transcription factor-derived DNA binding domain in the chimeric protein binds to a target gene presumed to be involved in wrinkle cleavage. The transcription factor is converted to a transcription repressor, and transcription of the target gene is repressed. Thereby, tearing of a wrinkle can be suppressed. Therefore, the present invention includes a plant obtained by the above-described method for producing a plant.

(III−1)本発明にかかる植物体の具体例
ここで、本発明にかかる葯の裂開が抑制された植物体の具体的な種類は特に限定されるものではなく、葯の裂開の抑制によりその有用性が高まる植物を挙げることができる。かかる植物は、被子植物であってもよいし裸子植物であってもよい。裸子植物としては、例えば、スギ目のスギ科、マツ科、ヒノキ科の植物やマキ科の植物を挙げることができる。また、被子植物としては、単子葉植物であってもよいし、双子葉植物であってもよい。双子葉植物としては、例えば、シロイヌナズナ等のアブラナ科、ツバキ科等の植物を挙げることができる。また、単子葉植物としては、イネ、トウモロコシ、ムギ等のイネ科、ホシクサ科等の植物を挙げることができる。
(III-1) Specific Examples of Plants According to the Present Invention Here, the specific types of plant bodies in which the cleavage of the cocoon according to the present invention is suppressed are not particularly limited. Plants whose usefulness is enhanced by inhibition can be mentioned. Such a plant may be an angiosperm or a gymnosperm. As a gymnosperm, for example, a cedar family, a pine family, a cypress family or a asteraceae plant can be mentioned. Further, the angiosperm may be a monocotyledonous plant or a dicotyledonous plant. Examples of dicotyledonous plants include plants such as Brassicaceae such as Arabidopsis thaliana and camellia. In addition, examples of monocotyledonous plants include plants such as rice, corn, wheat, etc.

また、本発明にかかる葯の裂開が抑制された植物体は、果実や種子を商品とする植物、花や植物体そのものを商品とする観葉植物(花卉植物)であってもよい。したがって、本発明にかかる葯の裂開が制限された植物体の具体例をさらに挙げると、ナタネ、ジャガイモ、ホウレンソウ、大豆、キャベツ、レタス、トマト、カリフラワー、さやいんげん、かぶ、めかぶ、大根、ブロッコリー、メロン、オレンジ、スイカ、ネギ、ゴボウなどの各種の食用植物、あるいはバラ、キク、あじさい、カーネーションなどの観葉植物がある。   Moreover, the plant body in which the cleavage of the cocoon according to the present invention is suppressed may be a plant using fruits and seeds as a product, or a foliage plant (floral plant) using products such as flowers and plants themselves. Therefore, specific examples of the plant body in which cleavage of the cocoon according to the present invention is restricted include rapeseed, potato, spinach, soybean, cabbage, lettuce, tomato, cauliflower, soy bean, turnip, mekabu, radish, broccoli, There are various edible plants such as melon, orange, watermelon, leek and burdock, or ornamental plants such as roses, chrysanthemum, hydrangea and carnations.

(III−2)本発明の有用性
本発明は、植物体の葯の裂開を抑制することにより一定の効果がある分野に有用性がある。具体例を以下にいくつか挙げるが、本発明の有用性は、これらに限定されるものではない。
(III-2) Usefulness of the Present Invention The present invention has utility in a field having a certain effect by suppressing the dehiscence of cocoons in plants. Some specific examples are given below, but the usefulness of the present invention is not limited thereto.

まず、本発明の技術により、葯の裂開が抑制された植物体を作出でき、雑種強勢を利用した交配による品種改良に利用できる。本発明の葯の裂開が抑制された植物体では、花粉が葯の外に放出されないため、イネ等の自殖性植物であっても、自家受粉が行われない。そのため、他種の花粉を授粉することで、種間の交配を簡便に行える。これにより、雑種強勢を利用した、優良品種の一代雑種の探索を簡便かつ効率的に行うことができる。   First, by the technique of the present invention, a plant body in which the dehiscence of cocoons is suppressed can be produced, and can be used for breed improvement by crossing using hybrid strength. In the plant body in which the dehiscence of the cocoon of the present invention is suppressed, the pollen is not released outside the cocoon, and therefore self-pollination is not performed even for self-propagating plants such as rice. Therefore, crossing between species can be performed simply by pollinating pollen of other species. Thereby, the search for the primary hybrid of the excellent variety using the hybrid strength can be easily and efficiently performed.

また、本発明の技術は、トウモロコシ等の他殖性植物にも適用できる。他殖性植物では、現在、人力で雄しべを刈り取る作業(除雄作業)により自家受粉を回避し、他品種の花粉を授粉して品種改良を行っている。これに対し、本発明の技術で葯の裂開が抑制された植物体を生産すれば、このような労力を必要としなくなるため、品種改良に必要な時間やコスト、あるいは優良品種の栽培に必要な手間を、現状に比較して大幅に低減することができる。   The technique of the present invention can also be applied to other bred plants such as corn. In other breeding plants, self-pollination is avoided by manual reaping of stamens (male removal work), and varieties are improved by pollinating pollen of other varieties. On the other hand, if the plant body in which the dehiscence of the cocoon is suppressed is produced by the technique of the present invention, such labor is not required, so it is necessary for time and cost required for breed improvement or cultivation of excellent varieties. Can be significantly reduced compared to the current situation.

特に、本発明の技術により、花粉は稔性を有するが、葯の裂開が抑制された植物体を作出できるため、花粉自体には生殖能を残しつつ、自家受粉が起きない植物体を生産することが可能となり、育種等に有用である。すなわち、花粉自体には生殖能を残すことにより、ホモ接合性の個体を作出、維持することが可能となる。このような純系植物を自家交配することによって、均一な種子繁殖集団を得ることが可能となり、選抜作業を行なう手間や時間を低減することができる。   In particular, according to the technology of the present invention, the pollen has fertility, but can produce a plant body in which the dehiscence of the cocoon is suppressed, thus producing a plant body that does not undergo self-pollination while leaving fertility in the pollen itself. This is useful for breeding and the like. That is, it is possible to create and maintain homozygous individuals by leaving fertility in the pollen itself. By self-mating such a pure plant, it becomes possible to obtain a uniform seed breeding population, and it is possible to reduce the labor and time for performing the selection work.

また、本発明の技術は、タマネギやジャガイモなど、地下茎を商品とする植物にも応用できる。この種の植物では、受粉が起こると、地下茎の成長が著しく阻害され、商品価値が下がることが知られている。そのため、現在、受粉を回避するために除雄作業が必要となり、そのための手間やコストが非常に大きい。本発明の技術により、地下茎を商品とする植物の葯の裂開が抑制された植物体が得られるため、除雄作業を必要とせず、受粉を回避できる。そのため、植物体を育成して商品を生産する際のコストや時間を、現状に比較して大幅に低減できる。   The technique of the present invention can also be applied to plants that use rhizomes such as onions and potatoes. In this type of plant, it is known that when pollination occurs, the growth of rhizomes is significantly inhibited and the commercial value is lowered. Therefore, at present, a male removal work is required to avoid pollination, and the labor and cost for that purpose are very large. According to the technique of the present invention, since a plant body in which the dehiscence of a plant with a rhizome as a product is suppressed is obtained, depilation is not required and pollination can be avoided. Therefore, the cost and time for producing a product by growing a plant body can be significantly reduced compared to the current situation.

本発明の技術は、果実や花を商品としない植物体にも好適に応用できる。その一例を挙げると、花粉症の予防がある。すなわち、花粉症の原因となる花粉を大量に撒き散らす植物、例えば、スギ、ヒノキ、サワラなどの樹木、カモガヤ、オオアワガエリ、ナガハグサなどのイネ科植物、ブタクサ、ヨモギ、カナムグラなどの雑草類において、本発明の技術により葯の裂開が抑制された植物体を生産すれば、これらの植物体から花粉が飛散する恐れがない。そのため、これらの葯の裂開が抑制された植物体を、自然界の野生型植物体と置き換えてやれば、花粉症の原因となる花粉の飛散が抑えられるため、花粉症を予防できる。   The technology of the present invention can also be suitably applied to plants that do not use fruits and flowers as commodities. One example is the prevention of hay fever. That is, in plants that disperse a large amount of pollen that causes pollinosis, for example, trees such as cedar, cypress, sawara, gramineous plants such as camodia, blue wagtail, nagahagusa, weeds such as ragweed, mugwort, canamgrass, If the plants in which the dehiscence of the cocoon is suppressed by the technique of the invention are produced, there is no fear of pollen scattering from these plants. Therefore, if the plant body in which the dehiscence of these anthers is suppressed is replaced with a wild-type plant body in the natural world, hay fever can be prevented because scattering of pollen causing hay fever is suppressed.

本発明の技術により、遺伝子改変植物体の花粉の自然界への望ましくない拡散を防止できる。一例を挙げると、パルプの原料であるユーカリでは、遺伝子操作により、耐塩性や耐寒性に優れ、樹木が巨大化するなどの、より優れた形質を導入された遺伝子改変植物体が創出され、野外環境下における導入形質の検証実験が行われている。しかし、このような遺伝子改変植物体を野外環境下で育てると、風や昆虫等を媒体とした花粉の拡散を通じて、遺伝子改変植物体が自然界へ広く拡散していき、自然環境が改変される恐れがある。そのため、かかる問題に対処するために、遺伝子改変植物の検証実験を、外界から完全に隔離された、特殊な環境下で行う必要がある。   The technology of the present invention can prevent undesirable diffusion of the pollen of the genetically modified plant into the natural world. For example, in Eucalyptus, the raw material of pulp, genetically engineered genetically modified plants with superior traits such as excellent salt tolerance and cold resistance and enormous tree growth have been created. Experiments to verify the introduced trait in the environment are being conducted. However, if such genetically modified plants are grown in an outdoor environment, the genetically modified plants may spread widely to nature through the diffusion of pollen using wind, insects, etc., and the natural environment may be altered. There is. Therefore, in order to deal with such a problem, it is necessary to conduct a verification experiment of a genetically modified plant in a special environment completely isolated from the outside world.

しかし、本発明の技術を用いて、遺伝子改変植物体を、葯の裂開が抑制された植物体に形質転換させておけば、花粉の撒布による遺伝子改変植物体の自然界への拡散は起こらない。そのため、現状に比較して、実際の野外環境下により近い条件で、遺伝子改変植物体の検証試験を行うことができる。これにより、遺伝子改変植物体に導入した形質を、より自然な環境下で検証できる。   However, if the genetically modified plant is transformed into a plant in which the dehiscence of buds is suppressed by using the technique of the present invention, the diffusion of the genetically modified plant into the natural world by pollen distribution does not occur. . Therefore, the verification test of the genetically modified plant can be performed under conditions closer to those in the actual outdoor environment as compared with the current situation. Thereby, the character introduced into the genetically modified plant can be verified in a more natural environment.

(III−3)本発明の利用の一例
本発明の利用分野、利用方法は特に限定されるものではないが、一例として、本発明にかかる植物体の生産方法を行うためのキット、すなわち葯の裂開抑制キットを挙げることができる。
(III-3) An example of the use of the present invention The application field and method of use of the present invention are not particularly limited, but as an example, a kit for carrying out the method for producing a plant according to the present invention, that is, a koji A dehiscence suppression kit can be mentioned.

この葯の裂開抑制キットの具体例としては、上記転写因子をコードする遺伝子と上記転写抑制転換ポリヌクレオチドとからなるキメラ遺伝子を含む組換え発現ベクターを少なくとも含んでいればよく、上記組換え発現ベクターを植物細胞に導入するための試薬群を含んでいればより好ましい。上記試薬群としては、形質転換の種類に応じた酵素やバッファー等を挙げることができる。その他、必要に応じてマイクロ遠心チューブ等の実験用素材を添付してもよい。   As a specific example of this kite dehiscence suppression kit, it suffices to contain at least a recombinant expression vector containing a chimeric gene comprising the gene encoding the transcription factor and the transcription repression-converting polynucleotide, and the recombinant expression described above. More preferably, it contains a group of reagents for introducing the vector into plant cells. Examples of the reagent group include enzymes, buffers, and the like corresponding to the type of transformation. In addition, if necessary, experimental materials such as microcentrifuge tubes may be attached.

以下、実施例及び図1ないし図5に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example and FIG. 1 thru | or FIG. 5, this invention is not limited to a following example.

本実施例においては、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーターと、ノパリン合成酵素遺伝子の転写終止領域との間に、転写抑制転換ペプチドのひとつである12アミノ酸ペプチドLDLDLELRLGFA(SRDX)(配列番号19)をコードするポリヌクレオチドをシロイヌナズナMYB26遺伝子の下流に結合したポリヌクレオチドを組み込んだ組換え発現ベクターを構築し、これをシロイヌナズナにアグロバクテリウム法を用いて導入することにより、シロイヌナズナを形質転換した。   In the present example, a polyenzyme encoding a 12 amino acid peptide LDLDLELRLGFA (SRDX) (SEQ ID NO: 19), which is one of transcription repressor conversion peptides, between the cauliflower mosaic virus 35S promoter and the transcription termination region of the nopaline synthase gene. Arabidopsis thaliana was transformed by constructing a recombinant expression vector incorporating a polynucleotide having nucleotides bound downstream of the Arabidopsis thaliana MYB26 gene, and introducing this into Arabidopsis thaliana using the Agrobacterium method.

<形質転換用ベクター構築用ベクターの構築>
形質転換用ベクター構築用ベクターであるp35SGを、図1に示すように、以下の工程(1)〜(4)のとおりに構築した。
<Construction of vector for construction of transformation vector>
As shown in FIG. 1, p35SG, a vector for constructing a transformation vector, was constructed as shown in the following steps (1) to (4).

(1)インビトロジェン社製pENTRベクター上のattL1、attL2のそれぞれの領域をプライマーattL1−F(配列番号138)、attL1−R(配列番号139)、attL2−F(配列番号140)、attL2−R(配列番号141)を用いてPCRにて増幅した。得られたattL1断片を制限酵素HindIII、attL2断片をEcoRIで消化し、精製した。PCR反応の条件は、変性反応94℃1分、アニール反応47℃2分、伸長反応74℃1分を1サイクルとして、25サイクル行った。以下すべてのPCR反応は同じ条件で行った。   (1) Each region of attL1 and attL2 on the pENTR vector manufactured by Invitrogen Co., Ltd. is expressed as primers attL1-F (SEQ ID NO: 138), attL1-R (SEQ ID NO: 139), attL2-F (SEQ ID NO: 140), attL2-R ( Amplified by PCR using SEQ ID NO: 141). The obtained attL1 fragment was digested with restriction enzymes HindIII and attL2 fragment with EcoRI and purified. The PCR reaction conditions were 25 cycles, with a denaturation reaction at 94 ° C. for 1 minute, an annealing reaction at 47 ° C. for 2 minutes, and an extension reaction at 74 ° C. for 1 minute. All subsequent PCR reactions were carried out under the same conditions.

(2)クローンテック社製(Clontech社、USA)のプラスミドpBI221を制限酵素XbaIとSacIで切断した後、アガロースゲル電気泳動でGUS遺伝子を除き、カリフラワーモザイクウイルス35Sプロモーター(以下の説明では、便宜上、CaMV35Sと称する)とノパリン合成酵素遺伝子の転写終止領域(以下の説明では、便宜上、Nos−terと称する)を含む35S−Nosプラスミド断片DNAを得た。   (2) After cleaving the plasmid pBI221 of Clontech (Clontech, USA) with restriction enzymes XbaI and SacI, the GUS gene was removed by agarose gel electrophoresis, and the cauliflower mosaic virus 35S promoter (in the following description, for convenience, A 35S-Nos plasmid fragment DNA containing the transcription termination region of the nopaline synthase gene (referred to as Nos-ter in the following description for convenience) was obtained.

(3)以下の配列番号142、143の配列からなるDNA断片を合成し、90℃で2分間加熱した後、60℃で1時間加熱し、その後室温(25℃)で2時間静置してアニーリングさせ2本鎖を形成させた。これを上記35S−Nosプラスミド断片DNAのXbaI−SacI領域にライゲーションし、p35S−Nosプラスミドを完成させた。配列番号142、143の配列からなるDNA断片には、5’末端にBamHI制限酵素部位、翻訳効率を高めるタバコモザイクウイルス由来のomega配列、及び制限酵素部位SmaI、SalI、SstIがこの順に含まれる。
5'-ctagaggatccacaattaccaacaacaacaaacaacaaacaacattacaattacagatcccgggggtaccgtcgacgagctc-3'(配列番号142)
5'-cgtcgacggtacccccgggatctgtaattgtaatgttgtttgttgtttgttgttgttggtaattgtggatcct-3'(配列番号143)
(4)このp35S−Nosプラスミドを制限酵素HindIIIで消化し、上記attL1断片を挿入した。さらにこれをEcoRIで消化し、attL2断片を挿入して、ベクターp35SGを完成させた。
(3) A DNA fragment consisting of the following SEQ ID NOs: 142 and 143 was synthesized, heated at 90 ° C. for 2 minutes, then heated at 60 ° C. for 1 hour, and then allowed to stand at room temperature (25 ° C.) for 2 hours. Annealing was performed to form a double strand. This was ligated to the XbaI-SacI region of the 35S-Nos plasmid fragment DNA to complete the p35S-Nos plasmid. The DNA fragment consisting of the sequences of SEQ ID NOs: 142 and 143 includes a BamHI restriction enzyme site at the 5 ′ end, an omega sequence derived from tobacco mosaic virus that enhances translation efficiency, and restriction enzyme sites SmaI, SalI, and SstI in this order.
5'-ctagaggatccacaattaccaacaacaacaaacaacaaacaacattacaattacagatcccgggggtaccgtcgacgagctc-3 '(SEQ ID NO: 142)
5'-cgtcgacggtacccccgggatctgtaattgtaatgttgtttgttgtttgttgttgttggtaattgtggatcct-3 '(SEQ ID NO: 143)
(4) The p35S-Nos plasmid was digested with the restriction enzyme HindIII, and the attL1 fragment was inserted. This was further digested with EcoRI and the attL2 fragment was inserted to complete the vector p35SG.

<転写抑制転換ペプチドをコードするポリヌクレオチドを組み込んだ構築用ベクターの構築>
転写抑制転換ペプチドをコードするポリヌクレオチドを組み込んだ構築用ベクターであるp35SSRDXGを、図2に示すように、以下の工程(1)〜(2)のとおりに構築した。
<Construction of a construction vector incorporating a polynucleotide encoding a transcriptional repressor conversion peptide>
As shown in FIG. 2, p35SSRDG, which is a construction vector incorporating a polynucleotide encoding a transcription repressing conversion peptide, was constructed as shown in the following steps (1) to (2).

(1)12アミノ酸転写抑制転換ペプチドLDLDLELRLGFA(SRDX)をコードし、3’末端に終止コドンTAAを持つように設計した、以下の配列からなるDNAをそれぞれ合成し、70℃で10分加温した後、自然冷却によりアニールさせて2本鎖DNAとした。
5'-gggcttgatctggatctagaactccgtttgggtttcgcttaag-3'(配列番号144)
5'-tcgacttaagcgaaacccaaacggagttctagatccagatcaagccc-3'(配列番号145)
(2)p35SGを制限酵素SmaI、SalIで消化し、この領域に上記のSRDXをコードする2本鎖DNAを挿入して、p35SSRDXGを構築した。
(1) DNAs consisting of the following sequences, which were designed to encode the 12 amino acid transcription repressor conversion peptide LDLDLELRLGFA (SRDX) and have a stop codon TAA at the 3 ′ end, were respectively synthesized and heated at 70 ° C. for 10 minutes. Thereafter, it was annealed by natural cooling to obtain double-stranded DNA.
5'-gggcttgatctggatctagaactccgtttgggtttcgcttaag-3 '(SEQ ID NO: 144)
5'-tcgacttaagcgaaacccaaacggagttctagatccagatcaagccc-3 '(SEQ ID NO: 145)
(2) p35SG was digested with restriction enzymes SmaI and SalI, and double-stranded DNA encoding the above SRDX was inserted into this region to construct p35SSRDXG.

<形質転換用ベクターの構築>
構築用ベクターのatt部位で挟まれたDNA断片と組換えるための、2つのatt部位を有する植物形質転換用ベクターであるpBIGCKHを、図3に示すように、以下の工程(1)から(3)のとおりに構築した。
<Construction of transformation vector>
As shown in FIG. 3, pBIGCKH, which is a plant transformation vector having two att sites for recombination with a DNA fragment sandwiched between att sites of the construction vector, is transformed into the following steps (1) to (3 ).

(1)米国ミシガン州立大学より譲渡されたpBIG(Becker, D. Nucleic Acids Res. 18:203,1990)を制限酵素HindIII、EcoRIで消化し、GUS、Nos領域を電気泳動で除いた。   (1) pBIG (Becker, D. Nucleic Acids Res. 18: 203, 1990) transferred from Michigan State University, USA was digested with restriction enzymes HindIII and EcoRI, and the GUS and Nos regions were removed by electrophoresis.

(2)インビトロジェン社から購入したGateway(登録商標)ベクターコンバージョンシステムのFragmentAをプラスミドpBluscriptのEcoRVサイトに挿入した。これをHindIII−EcoRIで消化し、FragmentA断片を回収した。   (2) The Fragment A of Gateway (registered trademark) vector conversion system purchased from Invitrogen was inserted into the EcoRV site of the plasmid pBluescript. This was digested with HindIII-EcoRI and the Fragment A fragment was recovered.

(3)回収したFragmentA断片を上記のpBIGプラスミド断片とライゲーションを行い、pBIGCKHを構築した。これらは大腸菌DB3.1(インビトロジェン社)でのみ増殖可能で、クロラムフェニコール耐性、カナマイシン耐性である。   (3) The recovered Fragment A fragment was ligated with the above pBIG plasmid fragment to construct pBIGCKH. These can grow only in E. coli DB3.1 (Invitrogen) and are resistant to chloramphenicol and kanamycin.

<構築用ベクターへのMYB26遺伝子の組み込み>
上記構築用ベクターp35SSRDXGにシロイヌナズナ由来の転写因子MYB26タンパク質をコードする遺伝子を以下の工程(1)〜(3)のとおりに組み込んだ。
<Incorporation of MYB26 gene into construction vector>
A gene encoding the transcription factor MYB26 protein derived from Arabidopsis thaliana was incorporated into the construction vector p35SSRDXG as shown in the following steps (1) to (3).

(1)シロイヌナズナ葉から調整したmRNAを用いて作成したcDNAライブラリーから、以下のプライマーを用いて、終止コドンを除くMYB26遺伝子のコード領域のみを含むDNA断片をPCRにて増幅した。
プライマー1(MYB26−F)5'-GATGGGTCATCACTCATGCTGCAACAAGCA-3'(配列番号136)
プライマー2(MYB26−R)5'-AGTTATGACGTACTGTCCACAAGAGATTGG-3'(配列番号137)
MYB26遺伝子のcDNAおよびコードするアミノ酸配列をそれぞれ配列番号135および134に示す。
(1) From a cDNA library prepared using mRNA prepared from Arabidopsis leaves, a DNA fragment containing only the coding region of the MYB26 gene excluding the stop codon was amplified by PCR using the following primers.
Primer 1 (MYB26-F) 5′-GATGGGTCATCACTCATGCTGCAACAAGCA-3 ′ (SEQ ID NO: 136)
Primer 2 (MYB26-R) 5′-AGTTATGACGTACTGTCCACAAGAGATTGG-3 ′ (SEQ ID NO: 137)
The cDNA and encoding amino acid sequence of the MYB26 gene are shown in SEQ ID NOs: 135 and 134, respectively.

(2)得られたMYB26コード領域のDNA断片を、図2に示すように、予め制限酵素SmaIで消化しておいた構築用ベクターp35SSRDXGのSmaI部位にライゲーションした。   (2) As shown in FIG. 2, the obtained DNA fragment of the MYB26 coding region was ligated to the SmaI site of the construction vector p35SSRDXG previously digested with the restriction enzyme SmaI.

(3)このプラスミドで大腸菌を形質転換し、プラスミドを調整して、塩基配列を決定し、順方向に挿入されたクローンを単離し、SRDXとのキメラ遺伝子となったものを得た。   (3) Escherichia coli was transformed with this plasmid, the plasmid was prepared, the nucleotide sequence was determined, and the clone inserted in the forward direction was isolated to obtain a chimeric gene with SRDX.

<組換え発現ベクターの構築>
上記構築用ベクター上にあるCaMV35Sプロモーター、キメラ遺伝子、Nos−ter等を含むDNA断片を、植物形質転換用ベクターpBIGCKHに組換えることにより、植物を宿主とする発現ベクターを構築した。組換え反応はインビトロジェン社のGateway(登録商標)LR clonase(登録商標)を用いて以下の工程(1)〜(3)のとおりに行った。
<Construction of recombinant expression vector>
An expression vector using a plant as a host was constructed by recombining a DNA fragment containing the CaMV35S promoter, chimeric gene, Nos-ter, etc. on the above construction vector into the plant transformation vector pBIGCKH. The recombination reaction was performed as follows (1) to (3) using Gateway (registered trademark) LR clonase (registered trademark) of Invitrogen.

(1)まず、MYB26のコード領域が順方向に挿入されたp35SMYB26SRDXG1.5μL(約300ng)とpBIGCKH4.0μL(約600ng)に5倍希釈したLR buffer 4.0μLとTE緩衝液(10mM TrisCl pH7.0、1mM EDTA)5.5μLを加えた。   (1) First, p35SMYB26SRDXG in which the coding region of MYB26 is inserted in the forward direction, LR buffer 4.0 μL diluted with 1.5 μL (about 300 ng) and pBIGCKH 4.0 μL (about 600 ng) and TE buffer (10 mM TrisCl pH 7. 0, 1 mM EDTA) 5.5 μL was added.

(2)この溶液にLR clonase4.0μLを加えて25℃で60分間インキュベートした。続いて、proteinaseK2μLを加えて37℃で10分間インキュベートした。   (2) 4.0 μL of LR clonase was added to this solution and incubated at 25 ° C. for 60 minutes. Subsequently, 2 μL of proteinase K was added and incubated at 37 ° C. for 10 minutes.

(3)その後、この溶液1〜2μLを大腸菌(DH5a等)に形質転換し、カナマイシンで選択した。   (3) Thereafter, 1-2 μL of this solution was transformed into E. coli (DH5a, etc.) and selected with kanamycin.

<組換え発現ベクターにより形質転換した植物体の生産>
次に、以下の工程(1)〜(3)に示すように、上記キメラ遺伝子を含むDNA断片をpBIGCKHに組み込んだプラスミドであるpBIG−MYB26SRDXで、シロイヌナズナの形質転換を行い、形質転換植物体を生産した。シロイヌナズナ植物の形質転換は、Transformation of Arabidopsis thaliana by vacuum infiltration(http://www.bch.msu.edu/pamgreen/protocol.htm)に従った。ただし、感染させるのにバキュウムは用いないで、浸すだけにした。
<Production of plant body transformed with recombinant expression vector>
Next, as shown in the following steps (1) to (3), Arabidopsis thaliana is transformed with pBIG-MYB26SRDX, which is a plasmid in which the DNA fragment containing the chimeric gene is incorporated into pBIGCKH, and a transformed plant is obtained. Produced. Transformation of Arabidopsis plants was according to Transformation of Arabidopsis thaliana by vacuum infiltration (http://www.bch.msu.edu/pamgreen/protocol.htm). However, I did not use vacuum to infect it, but just dipped it.

(1)まず得られたプラスミド、pBIG−MYB26SRDXを、土壌細菌((Agrobacterium tumefaciens strain GV3101(C58C1Rifr)pMP90(Gmr)(koncz and Sahell 1986))株にエレクトロポレーション法で導入した。導入した菌を1リットルの、抗生物質(カナマイシン(Km)50μg/ml、ゲンタマイシン(Gm)25μg/ml、リファンピシリン(Rif)50μg/ml)を含むYEP培地でOD600が1になるまで培養した。次いで、培養液から菌体を回収し、1リットルの感染用培地(Infiltration medium、下表2)に懸濁した。   (1) First, the obtained plasmid, pBIG-MYB26SRDX, was introduced into a soil bacterium ((Agrobacterium tumefaciens strain GV3101 (C58C1Rifr) pMP90 (Gmr) (koncz and Sahell 1986)) strain by electroporation. Culturing was carried out in an YEP medium containing 1 liter of antibiotics (kanamycin (Km) 50 μg / ml, gentamicin (Gm) 25 μg / ml, rifampicillin (Rif) 50 μg / ml) until the OD600 was 1. The cells were collected and suspended in 1 liter of an infiltration medium (Table 2 below).

(2)この溶液に、14日間育成したシロイヌナズナを1分間浸し感染させた後、再び育成させ結種させた。なお、アグロバクテリウムを感染させた世代では、胚珠の生存を妨げる場合を除き、一般に形質転換遺伝子の影響は出ない。そのため、葯の裂開の抑制は起こらず結種した。回収した種子を25%ブリーチ、0.02%Triton X-100溶液で7分間滅菌した後、滅菌水で3回リンスし、滅菌したハイグロマイシン選択培地(下表3)に蒔種した。   (2) Arabidopsis thaliana cultivated for 14 days was immersed in this solution for 1 minute to infect, and then bred and seeded again. In the generation infected with Agrobacterium, the effect of the transformed gene is generally not exerted unless it prevents the survival of the ovule. For this reason, inhibition of sputum dehiscence did not occur, and the seedlings were combined. The collected seeds were sterilized with 25% bleach and 0.02% Triton X-100 solution for 7 minutes, rinsed three times with sterilized water, and seeded on a sterilized hygromycin selective medium (Table 3 below).

(3)蒔種した約5000粒の種子から平均して60個体のハイグロマイシン耐性植物である形質転換植物体を得た。これらの植物から全RNAを調整し、RT−PCRを用いてMYB26SRDXの遺伝子が導入されていることを確認した。   (3) On average, 60 transformed plants that were resistant to hygromycin were obtained from about 5000 seeds that were cultivated. Total RNA was prepared from these plants, and it was confirmed that the gene for MYB26SRDX was introduced using RT-PCR.

pBIG−MYB26SRDXで形質転換された植物体の数個体について、葯の形状を走査型電子顕微鏡(JSM−6330F、日本電子データ社製)で観察した。その結果を図4(b)に示す。図4(a)は野生型のシロイヌナズナの葯の形状を同様に走査型電子顕微鏡で観察した結果を示している。図4(b)に示されているように、pBIG−MYB26SRDXで形質転換されたシロイヌナズナでは葯の裂開が起こっていない。このように、pBIG−MYB26SRDXで形質転換されたシロイヌナズナでは、殆どの場合葯の裂開は完全に起こっていなかった。或いは、図には示していないが、葯の裂開が起こっている場合でも不完全にしか起こっていなかった。   About several individuals transformed with pBIG-MYB26SRDX, the shape of the cocoon was observed with a scanning electron microscope (JSM-6330F, manufactured by JEOL Data Co., Ltd.). The result is shown in FIG. FIG. 4 (a) shows the result of observing the shape of a wild type Arabidopsis wing with a scanning electron microscope. As shown in FIG. 4 (b), no cleavage of the wrinkles occurred in Arabidopsis transformed with pBIG-MYB26SRDX. Thus, in Arabidopsis transformed with pBIG-MYB26SRDX, in most cases, the cleavage of the cocoon did not occur completely. Or, although not shown in the figure, even when the fold tearing occurred, it occurred only incompletely.

また、pBIG−MYB26SRDXで形質転換された22個体の植物体について、各個体で結実したさやの数の、開花した花の数に対する割合を調べ、正常に結実する全く別のシロイヌナズナ植物体群と比較した。図5にその結果を示す。図5(a)、(b)のグラフにおいて、縦軸は個体数、横軸は(結実したさやの数/開花した花の数)×100の階級値を示す。例えば横軸の20は、(結実したさやの数/開花した花の数)×100の計算値が10より大きく20以下の階級であることを意味する。図5に示されているように、pBIG−MYB26SRDXで形質転換された植物体群(図5(b))では、正常に結実する植物体群(図5(a))に比べて各個体で結実したさやの数の、開花した花の数に対する割合が低下した個体が数多く観察された。結実したさやの数の、開花した花の数に対する割合が0より大きく10以下である植物体が22個体中11個体あり、種子が殆ど形成されなかった個体の割合が高いことを示している。これは、pBIG−MYB26SRDXで形質転換された植物体群は自然状態では葯の裂開が抑えられるので、種子が殆どできなかったことを示している。また、pBIG−MYB26SRDXで形質転換された植物体群において得られた種子は、不完全に裂開した葯から放出された花粉を自家受粉したことにより得られたものである。なお、「結実したさやの数」とは、1個体全体において、種子が形成されたさや(長角果)の総数をいう。   In addition, for the 22 plants transformed with pBIG-MYB26SRDX, the ratio of the number of pods ripening in each individual to the number of flowered flowers was examined, and compared with a completely different group of Arabidopsis plants that normally ripen. did. FIG. 5 shows the result. In the graphs of FIGS. 5A and 5B, the vertical axis represents the number of individuals, and the horizontal axis represents the number of fruit seeds / the number of flowering flowers × 100. For example, 20 on the horizontal axis means that the calculated value of (number of pods ripening / number of flowers flowering) × 100 is a class greater than 10 and less than or equal to 20. As shown in FIG. 5, in the plant group transformed with pBIG-MYB26SRDX (FIG. 5 (b)), compared to the plant group (FIG. 5 (a)) that normally bears fruit, Many individuals were observed in which the ratio of the number of seedlings to the number of bloomed flowers decreased. This shows that there are 11 plants out of 22 plants in which the ratio of the number of seedling pods to the number of flowering flowers is greater than 0 and 10 or less, and the percentage of individuals with almost no seeds formed is high. This indicates that the plant group transformed with pBIG-MYB26SRDX could hardly produce seeds because the dehiscence of cocoons was suppressed in the natural state. Moreover, the seeds obtained in the plant group transformed with pBIG-MYB26SRDX were obtained by self-pollination of pollen released from incompletely cleaved cocoons. The “number of seedling pods” refers to the total number of pods (long-horned fruit) on which seeds are formed in one whole.

さらに、pBIG−MYB26SRDXで形質転換され、葯の裂開が抑制された植物体において、葯内の花粉を取り出して受粉させた場合に結実するかを調べた。その結果、葯の裂開が完全に抑制された場合においても、花粉を取り出して受粉させたところ結実したことから、花粉自体は稔性を有していることが確認された。この結果より、pBIG−MYB26SRDXで形質転換された植物体は、花粉自体には稔性があるが、葯が裂開しないため受粉できず、結果として結実しないことがわかった。また、葯が裂開しない花に受粉させたところ、結実したことから、雌性器官(めしべ)は稔性を有していることが確認された。   Furthermore, in the plant body transformed with pBIG-MYB26SRDX and dehiscence of the cocoon was suppressed, it was examined whether or not the fruit was produced when pollen in the cocoon was taken out and pollinated. As a result, even when the dehiscence of the wrinkles was completely suppressed, the pollen itself was confirmed to have fertility because the pollen was taken out and pollinated. From this result, it was found that the plant body transformed with pBIG-MYB26SRDX has fertility in the pollen itself, but cannot pollinate because the wrinkle does not cleave, resulting in no fruiting. In addition, when the buds were pollinated by a flower that did not dehiscence, the fruiting was confirmed, confirming that the female organ (stamen) has fertility.

このように、本発明では、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子と転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとのキメラタンパク質を生産させることによって葯の裂開が抑制された植物体を得ることができる。それゆえ、本発明は、各種農業や林業、アグリビジネス、さらには農産物を加工する産業や食品産業等に利用可能であり、しかも非常に有用であると考えられる。   Thus, in the present invention, cleavage of cocoon is produced by producing a chimeric protein of a transcription factor that promotes transcription of a gene involved in cocoon cleavage and a functional peptide that converts the transcription factor into a transcriptional repressor. A suppressed plant can be obtained. Therefore, the present invention can be used for various agriculture, forestry, agribusiness, industry for processing agricultural products, food industry, and the like, and is considered to be very useful.

実施例において用いる組換え発現ベクターを構築するための構築用ベクターの構築方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the construction method of the vector for construction for constructing the recombinant expression vector used in an Example. 実施例において用いる構築用ベクターp35SGに、転写抑制転換ペプチドSRDXをコードする遺伝子とMYB26遺伝子とを組み込む工程図である。FIG. 4 is a process diagram for incorporating a gene encoding the transcription repressor conversion peptide SRDX and the MYB26 gene into the construction vector p35SG used in the examples. 形質転換用ベクターpBIGCKHの構築方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the construction method of vector pBIGCKH for transformation. (a)は野生型のシロイヌナズナの葯の形状を示す図であり、(b)は実施例で組換え発現ベクターpBIG−MYB26SRDXにより形質転換されたシロイヌナズナの葯の形状を示す図である。(A) is a figure which shows the shape of the cocoon of wild-type Arabidopsis thaliana, (b) is a figure which shows the shape of the cocoon of Arabidopsis thaliana transformed by recombinant expression vector pBIG-MYB26SRDX in the Example. (a)は野生型のシロイヌナズナの「(結実したさやの数/開花した花の数)×100」の階級値に対し、個体数をプロットしたグラフであり、(b)は実施例で組換え発現ベクターpBIG−MYB26SRDXにより形質転換されたシロイヌナズナの「(結実したさやの数/開花した花の数)×100」をプロットしたグラフである。(A) is a graph in which the number of individuals is plotted against the class value of “(number of pods ripening / number of bloomed flowers) × 100” of wild-type Arabidopsis thaliana, and (b) is a recombination in the examples. FIG. 5 is a graph plotting “(number of pods ripening / number of flowered flowers) × 100” of Arabidopsis transformed with expression vector pBIG-MYB26SRDX.

Claims (18)

葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する転写因子であって、MYBドメインを有する転写因子と、転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドとを融合させたキメラタンパク質を、植物体で生産させ、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を抑制することを特徴とする葯の裂開が抑制された植物体の生産方法。   A chimeric protein, which is a transcription factor that promotes transcription of a gene involved in cleavage of a cocoon and has a fusion factor of a transcription factor having a MYB domain and a functional peptide that converts the transcription factor into a transcription repressor A method for producing a plant body in which cleavage of cocoons is suppressed, characterized in that transcription of genes involved in cocoon cleavage is suppressed. 上記植物体は、さらに、雌性器官が稔性を有していることを特徴とする請求項1に記載の植物体の生産方法。   The method for producing a plant according to claim 1, wherein the plant further has a fertile female organ. 上記植物体は、さらに、花粉自体が稔性を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の植物体の生産方法。   The method for producing a plant according to claim 1 or 2, wherein the plant further has pollen itself. 上記転写因子をコードする遺伝子と上記機能性ペプチドをコードするポリヌクレオチドとからなるキメラ遺伝子を含む組換え発現ベクターを、植物細胞に導入する形質転換工程を含んでいることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。   2. A transformation step of introducing a recombinant expression vector containing a chimeric gene comprising a gene encoding the transcription factor and a polynucleotide encoding the functional peptide into a plant cell. The production method of the plant body of any one of -3. さらに、上記組換え発現ベクターを構築する発現ベクター構築工程を含んでいることを特徴とする請求項4に記載の植物体の生産方法。   The plant production method according to claim 4, further comprising an expression vector construction step of constructing the recombinant expression vector. 上記転写因子が、以下の(a)又は(b)記載のタンパク質であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の植物体の生産方法、
(a)配列番号134に示されるアミノ酸配列からなるタンパク質、
(b)配列番号134に示されるアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、且つ、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する機能を有するタンパク質。
The said transcription factor is the protein of the following (a) or (b) description, The production method of the plant body in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
(A) a protein comprising the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 134,
(B) an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 134, consisting of an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added, and A protein having a function of promoting transcription.
上記タンパク質をコードする遺伝子として、以下の(c)又は(d)記載の遺伝子が用いられることを特徴とする請求項4または5に記載の植物体の生産方法、
(c)配列番号135に示される塩基配列をオープンリーディングフレーム領域として有する遺伝子、
(d)配列番号135に示される塩基配列からなる遺伝子と相補的な塩基配列からなる遺伝子とストリンジェントな条件でハイブリダイズし、且つ、葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進するタンパク質をコードする遺伝子。
The method for producing a plant according to claim 4 or 5, wherein the gene described in (c) or (d) below is used as the gene encoding the protein:
(C) a gene having the base sequence represented by SEQ ID NO: 135 as an open reading frame region,
(D) a protein that hybridizes under stringent conditions with a gene consisting of a base sequence complementary to the gene consisting of the base sequence shown in SEQ ID NO: 135, and which promotes transcription of the gene involved in cleavage of the cocoon The gene to encode.
上記機能性ペプチドが、次に示す式(1)〜(4)
(1)X1−Leu−Asp−Leu−X2−Leu−X3
(但し、式中、X1は0〜10個のアミノ酸残基を示し、X2はAsn又はGluを示し、X3は少なくとも6個のアミノ酸残基を示す。)
(2)Y1−Phe−Asp−Leu−Asn−Y2−Y3
(但し、式中、Y1は0〜10個のアミノ酸残基を示し、Y2はPhe又はIleを示し、Y3は少なくとも6個のアミノ酸残基を示す。)
(3)Z1−Asp−Leu−Z2−Leu−Arg−Leu−Z3
(但し、式中、Z1はLeu、Asp−Leu又はLeu−Asp−Leuを示し、Z2はGlu、Gln又はAspを示し、Z3は0〜10個のアミノ酸残基を示す。)
(4)Asp−Leu−Z4−Leu−Arg−Leu
(但し、式中、Z4はGlu、Gln又はAspを示す。)
のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるものであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。
The functional peptide is represented by the following formulas (1) to (4):
(1) X1-Leu-Asp-Leu-X2-Leu-X3
(In the formula, X1 represents 0 to 10 amino acid residues, X2 represents Asn or Glu, and X3 represents at least 6 amino acid residues.)
(2) Y1-Phe-Asp-Leu-Asn-Y2-Y3
(Wherein, Y1 represents 0 to 10 amino acid residues, Y2 represents Phe or Ile, and Y3 represents at least 6 amino acid residues.)
(3) Z1-Asp-Leu-Z2-Leu-Arg-Leu-Z3
(Wherein, Z1 represents Leu, Asp-Leu or Leu-Asp-Leu, Z2 represents Glu, Gln or Asp, and Z3 represents 0 to 10 amino acid residues.)
(4) Asp-Leu-Z4-Leu-Arg-Leu
(However, in the formula, Z4 represents Glu, Gln or Asp.)
The plant production method according to any one of claims 1 to 7, which comprises an amino acid sequence represented by any one of the above.
上記機能性ペプチドが、配列番号3〜19のいずれかに示されるアミノ酸配列からなるぺプチドであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。   The method for producing a plant according to any one of claims 1 to 7, wherein the functional peptide is a peptide having an amino acid sequence represented by any of SEQ ID NOs: 3 to 19. 上記機能性ペプチドが、以下の(e)又は(f)記載のペプチドであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。
(e)配列番号20又は21に示されるアミノ酸配列からなるペプチド。
(f)配列番号20又は21に示されるアミノ酸配列において、1個又は数個のアミノ酸が置換、欠失、挿入、及び/又は付加されたアミノ酸配列からなり、且つ、転写因子を転写抑制因子に転換する機能を有するペプチド。
The said functional peptide is the peptide of the following (e) or (f) description, The production method of the plant body of any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned.
(E) A peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20 or 21.
(F) In the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 20 or 21, it consists of an amino acid sequence in which one or several amino acids are substituted, deleted, inserted, and / or added, and the transcription factor is a transcription repressor. A peptide having a function to convert.
上記機能性ペプチドが、次に示す式(5)
(5)α1−Leu−β1−Leu−γ1−Leu
(但し、式中α1は、Asp、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、β1は、Asp、Gln、Asn、Arg、Glu、Thr、Ser又はHisを示し、γ1は、Arg、Gln、Asn、Thr、Ser、His、Lys又はAspを示す。)
で表されるアミノ酸配列からなるものであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。
The functional peptide is represented by the following formula (5)
(5) α1-Leu-β1-Leu-γ1-Leu
(Wherein α1 represents Asp, Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, β1 represents Asp, Gln, Asn, Arg, Glu, Thr, Ser or His, and γ1 represents Arg, Gln, Asn, Thr, Ser, His, Lys, or Asp are shown.)
The method for producing a plant according to any one of claims 1 to 7, which comprises an amino acid sequence represented by the formula:
上記機能性ペプチドが、次に示す式(6)〜(8)
(6)α1−Leu−β1−Leu−γ2−Leu
(7)α1−Leu−β2−Leu−Arg−Leu
(8)α2−Leu−β1−Leu−Arg−Leu
(但し、各式中α1は、Asp、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、α2は、Asn、Glu、Gln、Thr又はSerを示し、β1は、Asp、Gln、Asn、Arg、Glu、Thr、Ser又はHisを示し、β2はAsn、Arg、Thr、Ser又はHisを示し、γ2はGln、Asn、Thr、Ser、His、Lys又はAspを示す。)
のいずれかで表されるアミノ酸配列からなるものであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。
The functional peptide is represented by the following formulas (6) to (8):
(6) α1-Leu-β1-Leu-γ2-Leu
(7) α1-Leu-β2-Leu-Arg-Leu
(8) α2-Leu-β1-Leu-Arg-Leu
(Wherein α1 represents Asp, Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, α2 represents Asn, Glu, Gln, Thr or Ser, and β1 represents Asp, Gln, Asn, Arg, Glu. , Thr, Ser or His, β2 represents Asn, Arg, Thr, Ser or His, and γ2 represents Gln, Asn, Thr, Ser, His, Lys or Asp.)
The method for producing a plant according to any one of claims 1 to 7, which comprises an amino acid sequence represented by any one of the above.
上記機能性ペプチドが、配列番号22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、133、59又は60に示されるアミノ酸配列からなるぺプチドであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。   The functional peptide is an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 133, 59 or 60 The method for producing a plant according to any one of claims 1 to 7, which is a peptide comprising: 上記機能性ペプチドが、配列番号38又は39に示されるアミノ酸配列からなるぺプチドであることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の植物体の生産方法。   The method for producing a plant according to any one of claims 1 to 7, wherein the functional peptide is a peptide consisting of the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 38 or 39. 請求項1〜14のいずれか1項に記載の生産方法により生産された、葯の裂開が抑制された植物体。   A plant produced by the production method according to any one of claims 1 to 14, in which cleavage of a cocoon is suppressed. 植物体には、成育した植物個体、植物細胞、植物組織、カルス、種子の少なくとも何れかが含まれることを特徴とする請求項15に記載の植物体。   The plant body according to claim 15, wherein the plant body includes at least one of a grown plant individual, a plant cell, a plant tissue, a callus, and a seed. 請求項1〜14のいずれか1項に記載の生産方法を行うためのキットであって、
葯の裂開に関与する遺伝子の転写を促進する機能を有する転写因子であって、MYBドメインを有する転写因子をコードする遺伝子と、転写因子を転写抑制因子に転換する機能性ペプチドをコードするポリヌクレオチドと、プロモーターとを含む組換え発現ベクターを少なくとも含むことを特徴とする植物体の葯の裂開抑制キット。
A kit for performing the production method according to any one of claims 1 to 14,
A transcription factor having a function of promoting transcription of a gene involved in cleavage of a cocoon, a gene encoding a transcription factor having a MYB domain, and a polypeptide encoding a functional peptide that converts the transcription factor into a transcription repressor A kit for inhibiting the dehiscence of a plant body, comprising at least a recombinant expression vector comprising a nucleotide and a promoter.
さらに、上記組換え発現ベクターを植物細胞に導入するための試薬群を含むことを特徴とする請求項17に記載の植物体の葯の裂開抑制キット。   The kit for inhibiting plant body wrinkle dehiscence according to claim 17, further comprising a reagent group for introducing the recombinant expression vector into plant cells.
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