CS9100165A2 - Method of trangenetic plant cells preparation - Google Patents
Method of trangenetic plant cells preparation Download PDFInfo
- Publication number
- CS9100165A2 CS9100165A2 CS91165A CS16591A CS9100165A2 CS 9100165 A2 CS9100165 A2 CS 9100165A2 CS 91165 A CS91165 A CS 91165A CS 16591 A CS16591 A CS 16591A CS 9100165 A2 CS9100165 A2 CS 9100165A2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- plants
- gene
- ppt
- asn
- plant
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 claims description 24
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 19
- 108010070255 Aspartate-ammonia ligase Proteins 0.000 claims description 9
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 claims description 7
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 74
- IAJOBQBIJHVGMQ-BYPYZUCNSA-N glufosinate-P Chemical compound CP(O)(=O)CC[C@H](N)C(O)=O IAJOBQBIJHVGMQ-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 32
- IAJOBQBIJHVGMQ-UHFFFAOYSA-N Phosphinothricin Natural products CP(O)(=O)CCC(N)C(O)=O IAJOBQBIJHVGMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 19
- 101150062095 asnA gene Proteins 0.000 description 15
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 11
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 9
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 9
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 9
- 101150014733 ASP5 gene Proteins 0.000 description 8
- 101000581940 Homo sapiens Napsin-A Proteins 0.000 description 8
- 101100328158 Mus musculus Clmp gene Proteins 0.000 description 8
- 102100027343 Napsin-A Human genes 0.000 description 8
- 101100489854 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) AAT2 gene Proteins 0.000 description 8
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 7
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 7
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000623377 Terminalia elliptica Species 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 6
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 6
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 6
- 101100380328 Dictyostelium discoideum asns gene Proteins 0.000 description 5
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 5
- DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N L-asparagine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-REOHCLBHSA-N 0.000 description 4
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 4
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 3
- ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N glutamine Natural products OC(=O)C(N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 3
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 3
- DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N Asparagine Natural products OC(=O)C(N)CC(N)=O DCXYFEDJOCDNAF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102100023927 Asparagine synthetase [glutamine-hydrolyzing] Human genes 0.000 description 2
- BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N Aspirin Chemical compound CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(O)=O BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 2
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 description 2
- 108010003581 Ribulose-bisphosphate carboxylase Proteins 0.000 description 2
- 238000002105 Southern blotting Methods 0.000 description 2
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 2
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 2
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229940009098 aspartate Drugs 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000004009 herbicide Substances 0.000 description 2
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 2
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 2
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 2
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 2
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 2
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 2
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 description 1
- 208000037540 Alveolar soft tissue sarcoma Diseases 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241000218645 Cedrus Species 0.000 description 1
- HNBPGMZUKDCQEE-UWTATZPHSA-N D-alanyl phosphate Chemical compound C[C@@H](N)C(=O)OP(O)(O)=O HNBPGMZUKDCQEE-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108020005120 Plant DNA Proteins 0.000 description 1
- 108700005078 Synthetic Genes Proteins 0.000 description 1
- 108091034135 Vault RNA Proteins 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229960001138 acetylsalicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 208000008524 alveolar soft part sarcoma Diseases 0.000 description 1
- 230000009435 amidation Effects 0.000 description 1
- 238000007112 amidation reaction Methods 0.000 description 1
- 101150096721 asaA gene Proteins 0.000 description 1
- 101150014732 asnS gene Proteins 0.000 description 1
- 229960001230 asparagine Drugs 0.000 description 1
- 235000009582 asparagine Nutrition 0.000 description 1
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 210000003763 chloroplast Anatomy 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000004883 flower formation Effects 0.000 description 1
- OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N folic acid Chemical compound C=1N=C2NC(N)=NC(=O)C2=NC=1CNC1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 OVBPIULPVIDEAO-LBPRGKRZSA-N 0.000 description 1
- 229960000304 folic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000003205 genotyping method Methods 0.000 description 1
- 229930195712 glutamate Natural products 0.000 description 1
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 230000002363 herbicidal effect Effects 0.000 description 1
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 1
- 231100000518 lethal Toxicity 0.000 description 1
- 230000001665 lethal effect Effects 0.000 description 1
- 231100000225 lethality Toxicity 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 1
- 230000000442 meristematic effect Effects 0.000 description 1
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 1
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 1
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 210000001938 protoplast Anatomy 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 230000005068 transpiration Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/93—Ligases (6)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
- C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
- C12N15/8261—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
- C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
- C12N15/8261—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
- C12N15/8271—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
- C12N15/8274—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for herbicide resistance
- C12N15/8277—Phosphinotricin
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A40/00—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
- Y02A40/10—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
- Y02A40/146—Genetically Modified [GMO] plants, e.g. transgenic plants
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Description
JUDr. Miloš «TEĎKA115 C4 PKAKA 1, Žitná 25
O -1-
Způsob přípravy transgenních rostlinných buněk ?</
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu přípravy transgenních rostlin,produkujících prokaryetickou, na amoniaku závislou asparagin-syntetázu.
Dosavadní stav techniky •^sparagin hraje důležitou roli jako transportní formadusíku a v mnoha rostlinách -? včetně těch, které fixujídusík - je základní sloučeninou ,v transportu dusíku z ko-řenů do transpiračního proudu. V rostlinách se asparagintvoří z glutaminu, aspartátu a ÁTP za katalýzy asparaginsyn-tetázou ASN (E.C.6.3.5.4) přičemž jsou vedlejšími produktyglutamát, AláP a pyrofosfát. wyní bylo zjištěno, že prokaryatická, na amoniaku zá-vislá asparaginsyntetáza ASN (E .C. 6.3.1 · 1 ) může být zavá-děna do rostlinných buněk, což vede k transgenním rostli-nám, které vykazují značné přednosti: rostliny vykazujíúčinnější fixaci fotosyntetického CC^ v pletivu, zvýšenourychlost růstu, zrychlený vývoj, časnější tvorbu květů, zvět-šenou zelenou hmotu a hmotnost suché rostliny. Plohhy, nakterých rostliny rostou tak mohou být rozšířeny do oblastís méně příznivým klimatem a v oblastech s teplým klimatemjsou například možné tři sklizně místo dvou. Dále trans-genní rostliny tolerují aplikaci inhibitorů glutaminsyn-tetázy (GS), např. fosfinotricinu (PPT) nebo methioninsul-foximinu (MSX) a vždy vykazují stimulaci fotosyntézy arůstu při aplikaci takových inhibitorů. -2-
Gproti ASN kódujícímu genu (nebo genům) vyšších rost-lin (asn gen) kóduje asnA gen E.coli různé typy ASN, kte-ré využívají, amoniak spíše než glutamin pro produkci aspa-raginu (Cedar a Schwartz (1969) J.Biol.Ghem. 244, 4112-4121). Gen pro tento enzym byl izolován a charakterizován^akamurou a spol. (1981.) Nucleic Acids Éesearch 9, 4669-4676.,Bylo zjištěno,, že. tento prokaryotický.enzym je ak-tivní v rostlinách a byla tak otevřena nové cesta asimila-ce amoniaku v těchto transgenních rostlinách. Vede ke změ-ně metabolismu v rostlinách se stimulačním účinkem na růsta tvornu zelené hmoty. za normálních podmínek v transformantech jak GS takASN-A využívají amoniak. Výhoda bakteriálního způsobu budezřetelnější během nepřístupu světla, kdy je limitována akti-vita chloroplastové GS snížením dostupnosti ATP, energe-tického zatížení a iontů hořčíku (OzNeal a Joy (1974), PlantPhys. 54, 773-779; Joy (1988) Gan.J.Bot. 66, 2103-2109).^avíc exprese bakteriálního asn-A genu v rostlinách ještěumožňuje asimilaci amoniaku, jestliže je rostlinná GS blo-kována specifickými inhibitory podobnými PPT. V netransfor-movaných rostlinách narušuje inhibice aktivity GS využitíamoniaku hlavním kořenem a akumulace amoniaku je jedním zklíčových faktorů letality ošetřených rostlin (Tachibanaa spol (1986) J. Pesticide Sci. 11, 33-37). Přítomnost bak-teriálního enzymu tak snižuje akumulaci v PPT-ošetřenýchtransgenních rostlinách, které nejen mohou přežívat dávkyherbicidů, které jsou letální pro divoký typ rostlin, aletakto ošetřená transgenní rostlina vykazuje stimulaci růs-tu.
Gdborníkům bude zřejmé, že tyto pozitivní účinky nejsouomezeny na asnA gen z E.coli jelikož stejný gen nebo genmající stejnou schopnost amidace asparaginové kyseliny a je- 3 jich solí za vzniku asparaginu obsahují i jiné bakterie.
Podstata vynálezu Předložený vynález se týká použití prokaryotickéhoasnA genu v rostlinné buňce, konstruktu genu, obsahujícíhogen, kódující.prokaryotickou asnA, operativně připojenouk regulátorové sekvenci, který umošňujefexpresi tohoto genuv rostlinné buňce, vektoru, obsahujícího takový konstruktgenu, rostlinné buňky transformované takovým konstruovanýmgenem nebo vektorem a exprese prokaryotické amoniak spe-cifické asparaginsyntetázy v rostlině, zejména kulturnírostlině a semen nebo rozmnožovacího materiálu rostlin,které obsahují výše definované transformované buňky. Výhodná provedení zahrnují použití E.coli asnA genukódujícího uvedený enzym a syntetických genů, kódujícíchtento enzym, zvláště genů, obsahujících kodony, které jsouzvláště vhodné pro rostliny. Vynález také zahrnuje geny,které kódují enzymy, mající různé složení aminokyselin,než přírodní enzymy, ale v podstatě se stejnou katalytic-kou aktivitou delecí nebo adicí kodonů nebo přemístěnímkodonů v přírodních.genech,, které kódují různé aminokyse-liny. Všechny tyto modifikace budou odborníkům zřejmé. Příklady provedení vynálezu Příklad 1
Exprese E.coli asnA genu v tabáku s malou podjednotkoupromotoru RUBISCO 1. Produkce transgenních rostlin tabáku
Vztaženo na celou nukleotidovo.u sekvenci asnA .genuz E.coli (Nakamura a spol.,(19C1) Nucleic Acids Research -4- 18, 4673, obr.3) byl reklonován Pstl-Hgal fragment z plas-midu pivíY114 do pUG9. Pak byl asnA gen (1,1 kb) připojenk promotoru malé podjednotky genu pro hrachovou ribulozu 1,5-bifosfát-karboxylázu ("RUBISCO", Herrera—^strella aspol. (1984) Nátuře 310, 115-120) a celý fragment byl za-veden do Agrobacterium vektoru pPCVOOl (Konez a Schell(1986). Mol.Gen.Genet..204, 383-396). Po listové diskovétransformaci SRI tabákových rostlin byly transgenní rost-liny identifikovány na základě jejich rezistence vůči ka-namycinu. Z transformantů byly vybrány dvě rostliny (ASP4,ASP5), které vykazovaly toleranci vůči ošetření 1 kg/haPPT. Následkem tohoto PPT ošetření byly SRI kontrolnírostliny úplně zničena a nebylo možno nalézt takové, kte-ré by byly schopny kvést a produkovat semena. ASP4 a ASP5transformanty vykazují symptomy pouze na menších a star-ších listech, zatímco meristematická oblast inhibici pře-konává. Při pokračování v růstu tyto rostliny kvetou a pro-dukují semena. Přirozenou selekcí ASP4 a ASP5 transgenních tabáko-vých rostlin došlo k rozdělení populace semenáčků na se-xuálně rezistentní a senzitivní potomstvo. 2& podmínek invitro za použití přítomnosti 10 /UM L-PPT v kultivačním me-diu hylo zřejmé rozdělení mezi dvěma fenotypy. Přítomnost asnA sekvence v genomu transformantů bylataké prokázána hybridizací DNA dle Southerna. Po digesci rost-linných DNA EcoRI byl v transformovaných rostlinách zjištěnhybridizační fragment.Notherr£hybridizační analýzou bylo vRNA izolované z ASPS transformantů in vitro delegováno malémnožství mRNA, která je homologní s asnA genem. -5- 2. Redukovaná akumulace amoniaku v transgenních tabákovýchrostlinách inhibice GS aktivity PPT ošetřením vyvolává rychlé zvý-šení koncentrace amoniaku v listech kontrolních tabáko-vých rostlin. Rychlost akumulace amoniaku měřená mikro-bi.fuzní- metodou a následující Nesslerovou. metodou (S.helpa spol. (1965) Gan.J.Bot.63, 1135-1140) závisí na koncen-traci aplikovaného herbicidu. Při dávce 0,5 kg/ha překonávají transgenní rostlinypůsobení ošetření PPT (tab.1).
Jabulka 1
Akumulace amoniaku v kontrolních tabákových rostlinách(SR1 ) a v transgenních rostlinách s asnA genem po postři-ku 0,5 kg/ha PPT
Hodiny koncentrace amoniaku (mM) SR1 ASP4 ASP5 do 4 0,58 0,42 0,40 6 1 ,20 0,82 0,78 24 , · · :1,70 0,70 0,75 48 1,95 0,60 0,50
Snížená hladina akumulace je také zřejmá u těchtorostlin ve srovnání s SR1 tabákovými rostlinami po postři-ku dávkou 1 kg/ha (tabulka 2). Stanovená nižší hladina *amoniaku odpovídá nižšímu předpokládanému poškození trans-formovaných rostlin.
Tabulka 2 Účinky 1 kg/ha PPT na koncentraci amoniaku v tabákových(SR1) a transgenních rostlinách (ASP4, ASP5.) -6-
Hodiny SR, koncentrace ASP4 amoniaku (mlvi) ASP5 až do 6 ............... 0,78 0,88 8 2,2. 0,87 0,95 24 4,9 2,0 1 ,40 48 8,6 4,1 3,6 3. Stimulace růstu a vývoje rostlin - detailní porovnání růstu mezi kontrolou a ASP rostli-nami vykazuje výrazné rozdíly: pro transgenní rostlinybyla charakteristická zfeýšená rychlost růstu, ale výraz-nější stimulace byla dosažena ošetřením ASP rostlin malýmidávkami PPT. Základní jakož i PPT indukované akcelerace růstu mů-že být demonstrována různými typy růstových křivek. Obr.lukazuje, že zatímco postřik 0,025 kg/ha PPT $iž inhibujerůst SR1 rostlin, byla detegována u obou transformantů velkástimulace, ^ostřik 0,05 kg/ha PPT měl negativní vliv navšechny rostliny. Každý bod představuje průměr výšky třírostlin.
Pozdil mezi různými křivkami za kontrolních a ošetře-ných podmínek je také detegovatelný, jestliže se růst rostlincharakterizuje Baule Mitsdherichovými křivkami (obr.2) zapodmínek růstu ve skleníku, inhibice a stimulace růstumůže být také vyjádřena sklonem grafu, který je charakte-rizován úhly alfa uvedenými na obr.2. 4. Zvýšení suché hmotnosti u trangenních rostlin
Slirno rozdílů ve výšce rostlin byly stimulační účinkytaké detegovány měřením, suché hmotnosti. Údaje uvedené vtabulce 3 dokládají vyšší produktivitu asnA transformantů: -7- T'a bulka 3
Konečná suchá hmotnost (g) kontroly (SR1) a transformantů(ASP4, ASP5)
Linie kontrola ošetření 0,025 kg/ha PPT SRÍ 3,19 1 00 % 2,76 100 % ASP4 3,85 1 20 % 4,79 173 % ASP5 3,74 117 % 5,05 183 %
rříklad II Působení asnA genu řízeného CaMV35S promotorem v trans-genních rostlinách 1. Šelekce transgenních rostlin V alternativním pokuse byíyízavedeny plasmidové mole-kuly (pUG) nesoucí E.coli asnA gen sCaMV35S promotorem doSR1 listových protoplastů přímým příjmem DNA (R.X.Fang aspol. (1989) The Plant Cell 1, 141-150). Transformanty by-ly přímo vybrány na základě jejich PPT rezistence. Rost-liny byly regenerovány z mikrokalů kultivovaných za pří-tomnosti 10 /UM.L-PPT. Southernova1hybridizace potvrdila .přítomnost asnA genu v DNA izolované z PPT rezistentníchregenerantů. 2. Snížená akumulace amoniaku a zlepšená PPT tolerencev transgenních rostlinách Přirozená selekce transformantů vede k rozdělení po-tomstva s různými hladinami PPT rezistence (medium dopl-něné až do 30 /UM L-PPT). V souladu s rezistentním fenoty-pem akumulují transformované rostliny méně amoniaku nežSR1 rostliny, jestliže jsou postříkány 1 kg/ha PPT (tabul-ka 4) · -8-
Tabulka 4
Akumulace amoniaku po postřiku rostlin 1 kg/ha PPT
Hodiny. koncentrace amoniaku (mlvl) SR1 ASP70 ASP95 6 ... 6>85 .- 2,92 1,95 24 · 9,50 5,60 5,1 0 48 22,3 13,60 17,40 120 58,60 28,30 35,6 1 44 113,00 39,40 50,00 3. Účinnost fotosyntézy
Kontrolní SP1 a transgenní tabákové rostliny bylycharakterizovány různými parametry fotosyntézy jako jerychlost fixace CC^ (Szajko a spol,, Acta Agr.Acad. Hung.20, 247-260) a indukce fluorescence (Hideg a spol., 1986,Photobiochem. Photobiophys. 12, 221-230). Za podmínek pěs-tování ve skleníku byly rostliny ošetřeny různými davkamiPPT a byl rovněž stanoven obsah amoniaku. -Jak je zřejméz tabulky 5 vykazuji transgenní rostliny s ASN-Á genemvykazují značné zvýšení účinnosti pletivové GO^ fixace vesrovnání s kontrolními rostlinami. Aplikace ..nízké dávky PPTpři ošetření může dále stimulovat CC^ fixaci, zatímcorozdíl mezi SR1 rostlinami s nebo bez PPT (50 g/ha) ošet-řením není statisticky významný. Tabulka 5 poskytuje takéúdaje o tom, že v případě tabákových rostlin inhibiční kon-centrace PPT vyvolává akumulaci amoniaku s vážným poškoze-ním fotosyntézy inhibicí transportu elektronů a 50% reduk-ci fixace C09. Za stejných podmínek transformované rost-liny (ASP70) mohou tolerovat ošetření v souvislostís funkcí fotosyntézy.
I -9-
Tabulka 5
Parametry fotosyntézy indukce
Linie PPT kon- fixa- fluorescence ošet- ření ' Og/hí - cen- ce CC>2trace (^umol GO^/dm^x; h) F . m (v % kontroly SR1) F 0 F..F/F .Fi o m o a) · (mM; ) X ±sx n.P 1% SR1 0 0,37 38,17 12,05 20 - 1 00 1 00 0,45 50 2,00 44,23 17,73 20 - 1 01 1 02 0,44 750 34,35 19,54 12,42 20 + 80 194 0,59 ASP70 0 0,47 49,32 7,86 20 + 98 114 0,38 50 2,70 58,07 6,06 20 + 99 11 0 0,42 750 15,80 31 ,61 14,16 20 - 92 144 0,49
Analýzy byly provedeny 4 dny po PPT ošetření. 4. Růst asnA rostlinných transformantů
Analýzy rychlosti růstu (mm/den) reprodukovatelně prokazují zrychlený růst transformantů během časného vývojerostliny. Údaje uvedené v tabulce 6 se týkají rostlin veskleníku.
Tabulka 6
Rychlost růstu (mm/den) během různých period vývoje rostlin(skleník) periody (6 dní) konečná
Linie výška rošt- I II III IV V VI VIII VIII lin (cm) SR1 0,29 0,45 0,27 0,52 0,75 1,31 1,93 1,37 41,08 Agfř70/ 1 0,60 1,15 0,43 1,23 1 ,83 2,08 1,53 0,50 58,0 141% Asp70/ 2 0,61 0,93 0,50 0,75 1,18 1,51 1,83 0,25 48,5 118% -10- SR1: průměr z 5 rostlin ASP70/1 a ASP/2: jednotlivé rostliny
Analýzy rostlin za polních podmínek vykazují podobnérozdíly, jaké byly pozorovány ve skleníku (tabulka 7).Rychlost růstu ASP rostlin během periody I-III byla značněvyšší než v případě SR1 rostlin. V tomto pokuse . byl sti-mulační účinek PPI na transgenní rostliny také potvrzenzejména v poslední růstové periodě. Baule-Mitscherlichovykřivky (obr.3) zřetelně dokládají, že ASP rostliny vyka-zují. rychlejší růst než kontrolní SR1 rostliny v polníchpodmínkách. tabulka 7
Rychlost růstu (mm/den) během různých period vývoje rost-lin (polní pokus) periody (7 dní) konečná výš- Ošetře- linie -----;------------------------- ka rostliny(cm) ní I II III IV kontrola SR1 0,36 0,85 1,31 ’ 3,24 42,5 100 % Asp70 0,45 1,07 1,50 3,14 47,6 112 % Asp.95 0,45 1,14 1,92 3,24 51,5 121 % 25 g/ha SR1 0,29 0,56 1,15 2,74 35,0 100 % PPT Asp70 0,44 1 ,02 1,69 3,84 53,8 154 % Asp95 0,31 0,88 1,27 3,78 48,7 139 %
Průměr ze tří rostlin 5, Produktivita asnA transformantů
Jak je zřejmé z tabulky 8 zvýšila se celková zelená hmota, jakož i suchá hmotnost u ASP rostlin ve.srovnání s ..SR1 rostlinami. Bylo také zřejmě, že transgenní rostlinyjsou významně stimulovány ošetřením PPT. Současně již bylykontrolní SR1 rostliny již postřikem inhibovány· -1 ΐ- •^•abulka SŽelená hmota (g)polní test kontrola
Linie. celkem listy SRÍ 66,5 100 57,4 ASP70 95,2 1 1 0 62,3 ASP95 103,8 120 68,4 Suchá hmotnost (g) polní test kontr •ola Linie celkem listy
25 g/ha PPT /0 celkem %. listy % 1 00 78,7 1 00 43,4 1 00 1 08 139,9 178 92,41 213 119 105,0 133 71 ,56 165 ¢/.
/O SR1 6,66 1 00 4,83 ASP70 8,05 1 21 5,82 ASP95 8,48 127 6,34 % 25 g/ha PPT celkem % listy % 1 00 6,42 1 00 5,05 1 00 1 20 1 0,99 171 8,56 1 69 131 8,96 140 6,78 134 Všechny údaje jsou průměry z 5 rostlin.
Claims (5)
- *r . ΛΙΙοδ VŠS-TŠČKA Ί15 01¾ Pi^AřiA 5, «Žitná 1»^ -12- ?/ y £ r- PATENTOVÍ NÁROKY1. Způsob přípravy transgenních rostlinných buněk, .vyznačující, se tím, že zahrnuje zavede-ní prokaryotické amoniak-specifické asparaginsynťefázy.(ASN-A) do těchto buněk.
- 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující setím, že zahrnuje zavedení genového konstruktu, obsahu-jícího gen kódující prokaryotřckou ASN-A, oparativně při-pojený k regulátorové sekvenci, který působí expresi to-hoto genu v rostlinné buňce, do uvedené buňky.
- 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vy značuj íc íse t í m , že uvedenou ASN-A je E.coli ASN-A.
- 4. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků,vyznačující se tím, že gen kódujícíASN-A obsahuje rostlinné specifické kodony.
- 5. Způsob přípravy rostlin, semen nebo množitelského materiálu, v yznačující se t řm , že zahrnu- je rozmnožování buněk získaných způsobem podle kterého-koliv z předcházejících nároků.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP90101537 | 1990-01-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS9100165A2 true CS9100165A2 (en) | 1991-09-15 |
| CZ283506B6 CZ283506B6 (cs) | 1998-04-15 |
Family
ID=8203541
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5545819A (cs) |
| EP (1) | EP0511979B1 (cs) |
| CN (1) | CN1053641A (cs) |
| AU (1) | AU7176891A (cs) |
| CZ (1) | CZ283506B6 (cs) |
| DE (1) | DE69103404T2 (cs) |
| DK (1) | DK0511979T3 (cs) |
| HU (1) | HUT65648A (cs) |
| MY (1) | MY105446A (cs) |
| NZ (1) | NZ236890A (cs) |
| PT (1) | PT96577B (cs) |
| SK (1) | SK279160B6 (cs) |
| TR (1) | TR25404A (cs) |
| WO (1) | WO1991011524A1 (cs) |
| YU (1) | YU13191A (cs) |
| ZA (1) | ZA91568B (cs) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5955651A (en) * | 1989-05-03 | 1999-09-21 | New York University | Transgenic plants that exhibit enhanced nitrogen assimilation |
| HUT65648A (en) * | 1990-01-26 | 1994-07-28 | Mta Biolog Kutato Intezete | Transgenic plants expressing a prokaryotic ammonium dependent asparagine synthetase |
| US6864405B1 (en) | 1993-10-06 | 2005-03-08 | New York University | Transgenic plants that exhibit enhanced nitrogen assimilation |
| EP1591522A3 (en) * | 1993-10-06 | 2005-11-09 | New York University | Transgenic plants that exhibit enhanced nitrogen assimilation |
| US6107547A (en) * | 1993-10-06 | 2000-08-22 | New York University | Transgenic plants that exhibit enhanced nitrogen assimilation |
| EP0801134A1 (en) * | 1996-04-11 | 1997-10-15 | Hoechst Schering AgrEvo GmbH | Process for the production of plants with enhanced growth characteristics |
| AU6152998A (en) * | 1997-02-14 | 1998-09-08 | Agricola Technologies, Inc. | Enhancing plant growth using genes encoding for carbonic anhydrase, calcium binding protein, metal binding protein or biomineralization protein |
| HU228219B1 (en) | 1998-05-13 | 2013-02-28 | Bayer Bioscience Gmbh | Transgenic plants with a modified activity of a plastidial adp/atp translocator |
| BR0318467A (pt) | 2003-08-18 | 2006-09-12 | Ceres Inc | seqüências de nucleotìdeo e polipeptìdeos codificados pelas mesmas uteis para aumentar o tamanho de uma planta e aumentar o número e tamanho de folhas |
| US20060200878A1 (en) | 2004-12-21 | 2006-09-07 | Linda Lutfiyya | Recombinant DNA constructs and methods for controlling gene expression |
| US7335760B2 (en) | 2004-12-22 | 2008-02-26 | Ceres, Inc. | Nucleic acid sequences encoding zinc finger proteins |
| US8222482B2 (en) | 2006-01-26 | 2012-07-17 | Ceres, Inc. | Modulating plant oil levels |
| EP1911847A1 (en) * | 2006-10-09 | 2008-04-16 | Genoplante-Valor | Improvement of the kernel productivity of maize through the modulation of glutamine synthetase activity |
| EP2985353A1 (en) * | 2006-10-12 | 2016-02-17 | Monsanto Technology LLC | Plant micrornas and methods of use thereof |
| WO2008067840A1 (en) * | 2006-12-08 | 2008-06-12 | Swetree Technologies Ab | Plants having improved growth characteristics and method for making the same |
| EP2137302B1 (en) * | 2007-04-19 | 2014-06-25 | Monsanto Technology, LLC | Corn plants and seed enhanced for asparagine and protein |
| CN102121018A (zh) * | 2010-12-22 | 2011-07-13 | 上海大学 | 一种具有天冬酰胺合成酶功能的基因、其编码蛋白及其应用 |
| CN105132347B (zh) * | 2015-07-27 | 2018-08-21 | 中国食品发酵工业研究院有限公司 | 一株高效转化l-天冬氨酸生产l-天冬酰胺的工程菌及其应用 |
| CN105462993A (zh) * | 2015-12-26 | 2016-04-06 | 浙江大学 | 植物抗病调控基因SlASN2及用途 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN87100603A (zh) * | 1987-01-21 | 1988-08-10 | 昂科公司 | 抗黑素瘤疫苗 |
| DE3719053A1 (de) * | 1987-06-06 | 1988-12-15 | Hoechst Ag | Verbesserte nutzung von pflanzenverwertbarem stickstoff durch kulturpflanzen mit ueberexpression der glutaminsynthetase |
| US5256558A (en) * | 1989-05-03 | 1993-10-26 | The Trustees Of Rockefeller University | Gene encoding plant asparagine synthetase |
| HUT65648A (en) * | 1990-01-26 | 1994-07-28 | Mta Biolog Kutato Intezete | Transgenic plants expressing a prokaryotic ammonium dependent asparagine synthetase |
-
1991
- 1991-01-22 HU HU9202437A patent/HUT65648A/hu unknown
- 1991-01-22 WO PCT/EP1991/000120 patent/WO1991011524A1/en not_active Ceased
- 1991-01-22 AU AU71768/91A patent/AU7176891A/en not_active Abandoned
- 1991-01-22 EP EP91902058A patent/EP0511979B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-22 DE DE69103404T patent/DE69103404T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-22 DK DK91902058.6T patent/DK0511979T3/da active
- 1991-01-24 TR TR91/0086A patent/TR25404A/xx unknown
- 1991-01-24 MY MYPI91000112A patent/MY105446A/en unknown
- 1991-01-24 NZ NZ236890A patent/NZ236890A/en unknown
- 1991-01-25 YU YU13191A patent/YU13191A/sh unknown
- 1991-01-25 SK SK165-91A patent/SK279160B6/sk unknown
- 1991-01-25 ZA ZA91568A patent/ZA91568B/xx unknown
- 1991-01-25 PT PT96577A patent/PT96577B/pt not_active IP Right Cessation
- 1991-01-25 CN CN91100460A patent/CN1053641A/zh active Pending
- 1991-01-25 CZ CS91165A patent/CZ283506B6/cs not_active IP Right Cessation
-
1994
- 1994-12-20 US US08/360,176 patent/US5545819A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-06-05 US US08/465,526 patent/US5723762A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5723762A (en) | 1998-03-03 |
| ZA91568B (en) | 1991-10-30 |
| YU13191A (sr) | 1996-01-09 |
| DE69103404T2 (de) | 1995-09-28 |
| DK0511979T3 (da) | 1995-01-02 |
| NZ236890A (en) | 1993-03-26 |
| PT96577B (pt) | 2001-04-30 |
| WO1991011524A1 (en) | 1991-08-08 |
| HU9202437D0 (en) | 1992-10-28 |
| US5545819A (en) | 1996-08-13 |
| EP0511979A1 (en) | 1992-11-11 |
| DE69103404D1 (de) | 1994-09-15 |
| HUT65648A (en) | 1994-07-28 |
| SK279160B6 (sk) | 1998-07-08 |
| PT96577A (pt) | 1991-10-15 |
| TR25404A (tr) | 1993-03-01 |
| CN1053641A (zh) | 1991-08-07 |
| MY105446A (en) | 1994-10-31 |
| CZ283506B6 (cs) | 1998-04-15 |
| AU7176891A (en) | 1991-08-21 |
| EP0511979B1 (en) | 1994-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CS9100165A2 (en) | Method of trangenetic plant cells preparation | |
| EP1468096B1 (en) | Selective plant growth using d-amino acids | |
| Lea et al. | Nitrogen assimilation and its relevance to crop improvement | |
| RU2333245C2 (ru) | Способы получения растений с улучшенным ростом в условиях ограничения уровня азота | |
| CN106749584A (zh) | 一种与植物耐碱性相关蛋白GsERF71及其编码基因与应用 | |
| CN102065680B (zh) | 能生物合成辣椒素酯类物质的基因修饰植物 | |
| CN117551683A (zh) | AtLOX3基因在调控拟南芥分枝发育中的应用 | |
| CN116024260A (zh) | 拟南芥AteIF4E基因在提高植物氮素利用效率和产量中的用途 | |
| Ben‐Hayyim et al. | Changing root and shoot architecture with the rolA gene from Agrobacterium rhizogenes: interactions with gibberellic acid and polyamine metabolism | |
| US20250101448A1 (en) | Protein, Gene and Their Vectors and Applications that Control Symbiotic Nitrogen Fixation Efficiency of Soybeans | |
| CN104004078A (zh) | OsVTC1-1在提高植物盐胁迫耐性中的应用 | |
| GB2462645A (en) | Modification of plant threonine production by aspartate kinase | |
| CN110499326A (zh) | Rgga在调控作物农艺性状中的应用 | |
| Wallis et al. | Genetic transformation with the sulI gene; a highly efficient selectable marker for Solanum tuberosum L. cv.‘Russet Burbank’ | |
| Youssef et al. | Sugar beet improvement using Agrobacterium-mediated transformation technology | |
| CN111454346B (zh) | 一种来源于大麦的参与硝态氮调控的转录因子HvNLP2及其用途 | |
| CN104341492A (zh) | 植物耐旱性相关蛋白OsERF71及其编码基因与应用 | |
| Minocha et al. | Genetic manipulation of polyamine metabolism in poplar | |
| CZ304935B6 (cs) | Způsob přípravy ječmene se zvýšenou odolností vůči suchu | |
| CN116064602A (zh) | 水稻OsASN2基因或其编码的蛋白在提高水稻产量中的应用 | |
| BR112021012974A2 (pt) | Elementos e sistemas de expressão gênica e uso dos mesmos | |
| KR20020031137A (ko) | 제초제 저항성 형질이 도입된 형질전환 브로콜리와 그에의해 생산된 일대교잡종 브로콜리의 순도검정에 이용 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20000125 |