CZ20004155A3 - Nucleic acid molecules encoding wheat enzymes involved in starch synthesis - Google Patents
Nucleic acid molecules encoding wheat enzymes involved in starch synthesis Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20004155A3 CZ20004155A3 CZ20004155A CZ20004155A CZ20004155A3 CZ 20004155 A3 CZ20004155 A3 CZ 20004155A3 CZ 20004155 A CZ20004155 A CZ 20004155A CZ 20004155 A CZ20004155 A CZ 20004155A CZ 20004155 A3 CZ20004155 A3 CZ 20004155A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- nucleic acid
- plant
- acid molecule
- starch
- dna
- Prior art date
Links
Landscapes
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Řešení se týká molekul nukleových kyselin, kódujících enzymy, které se podílejí' na syntéze škrobu v rostlinách. Tyto enzymy zahrnují isoamylasy ze pšenice. Dále se řešení týká vektorů a hostitelských buněk, obsahujících uvedené molekuly nukleových kyselin, zejména transformovaných rostlinných buněk a rostlin, které je možno z těchto buněk regenerovat a které vykazují zvýšenou nebo sníženou aktivitu isoamylas.The solution relates to nucleic acid molecules encoding enzymes involved in starch synthesis in plants. These enzymes include wheat isoamylases. The solution further relates to vectors and host cells containing said nucleic acid molecules, in particular transformed plant cells and plants that can be regenerated from said cells and that exhibit increased or decreased isoamylase activity.
Description
MOLEKULY NUKLEOVÝCH KYSELIN KÓDUJÍCÍ ENZYMY Z PŠENICE, KTERÉ SE PODÍLEJÍ NA SYNTÉZE ŠKROBUNUCLEIC ACID MOLECULES CODING ENZYMES FROM WHEAT INVOLVED IN STARCH SYNTHESIS
Oblast technikyTechnical field
Tento vynález se týká molekul nukleových kyselin, kó* dujících enzym z pšenice, který se podílí na syntéze škrobu v rostlinách. Tímto enzymem je isoamylasa.The present invention relates to nucleic acid molecules encoding an enzyme from wheat that is involved in starch synthesis in plants. This enzyme is isoamylase.
Dále se tento vynález týká vektorů, hostitelských buněk a rovněž rostlinných buněk a rostlin, které obsahují molekuly nukleových kyselin podle tohoto vynálezu.Furthermore, the present invention relates to vectors, host cells, as well as plant cells and plants, which contain the nucleic acid molecules of the present invention.
Dále je popsán postup pro získávání transgenních rostlin, které po zavedení molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu syntetizují škrob s některou pozměněnou vlastností.Further described is a procedure for obtaining transgenic plants which, after introduction of nucleic acid molecules according to the invention, synthesize starch with some altered property.
Dosavadní stav technikyState of the art
V poslední době neustále stoupá význam rostlinných obsahových látek jako obnovitelných zdrojů surovin, a proto je jedním z úkolů biotechnologického výzkumu usilovat o přizpůsobení těchto rostlinných surovin požadavkům zpracovatelského průmyslu. Aby byla oblast použitelnosti těchto obnovili' telných surovin co nej širší, je nezbytné dosáhnout jejich maximální rozmanitosti.Recently, the importance of plant-based ingredients as renewable sources of raw materials has been constantly increasing, and therefore one of the tasks of biotechnological research is to strive to adapt these plant-based raw materials to the requirements of the processing industry. In order to make the area of applicability of these renewable raw materials as wide as possible, it is necessary to achieve their maximum diversity.
Polysacharidy představují vedle olejů, tuků a proteinů důležitou obnovitelnou rostlinnou surovinu. Nejdůležitěj9 · • · · · « · « ší postavení mezi polysacharidy zaujímá vedle celulózy škrob, který je jednou z hlavních zásobních látek ve vyšších rostlinách. Jednou z nejdůležitějších kulturních rostlin je pšenice, z níž se získává v Evropském společenství 20 % z celkové výroby škrobu.Polysaccharides are an important renewable plant raw material, alongside oils, fats and proteins. The most important9 · • · · · « · « polysaccharides, besides cellulose, is starch, which is one of the main storage substances in higher plants. One of the most important cultivated plants is wheat, which accounts for 20% of the total starch production in the European Community.
Polysacharid škrob je polymerem, skládajícím se z chemicky jednotných základních jednotek, a to z molekul glukosy. Přitom jde o velice složitou směs různých molekulárních forem, které se liší svým polymeračním stupněm, větvením glukosových řetězců a jejich délkou, a kterou je kromě toho možno derivátizovat, například fosforylovat. To znamená, že škrob není jednotnou surovinou. Amylosa, která je tvořena v podstatě nerozvětveným polymerem, skládajícím se z 1,4-glykosidicky vázaných molekul glukosy, se odlišuje od amylopektinu, který je tvořen komplexní směsí různě rozvětvených glukosových řetězců. Na tomto rozvětvení se podílejí i 1,6-glykosidické vazby. Škrob syntetizovaný v pšenici obsahuje cca 11 až 37 % amylosy.The polysaccharide starch is a polymer consisting of chemically uniform basic units, namely glucose molecules. It is a very complex mixture of different molecular forms, which differ in their degree of polymerization, branching of glucose chains and their length, and which can also be derivatized, for example phosphorylated. This means that starch is not a uniform raw material. Amylose, which is formed by an essentially unbranched polymer consisting of 1,4-glycosidic glucose molecules, differs from amylopectin, which is formed by a complex mixture of differently branched glucose chains. 1,6-glycosidic bonds also participate in this branching. Starch synthesized in wheat contains approximately 11 to 37% amylose.
Aby bylo možno zajistit použitelnost vhodných škrobů pro nej různější průmyslové účely, je zapotřebí mít k dispozici takové rostliny, které jsou schopny syntetizovat modifikované škroby, které by byly obzvláště vhodné pro různé účely použití. Jednou z možností pro získávání takovýchto rostlin jsou šlechtitelská opatření. Šlechtitelská opatření se však vzhledem k polyploidnímu charakteru pšenice (tetraa hexaploid) uplatňují velmi obtížně. Teprve nedávno se podařilo křížením přírodních mutantů pšenice získat voskovitou (neobsahující amylosu) pšenici (Nakamura a spol., Mol. Gen. Genet. 248 (1995), 253 - 259).In order to ensure the usability of suitable starches for a wide range of industrial purposes, it is necessary to have plants that are capable of synthesizing modified starches that are particularly suitable for various uses. One option for obtaining such plants is breeding measures. However, breeding measures are very difficult to apply due to the polyploid nature of wheat (tetra- and hexaploid). Only recently has it been possible to obtain waxy (amylose-free) wheat by crossing natural wheat mutants (Nakamura et al., Mol. Gen. Genet. 248 (1995), 253-259).
Alternativou ke šlechtitelským opatřením je cílená ge• « • · · · ·«·· *·· • · · · · · · <> ♦ V · · * · · · • · · · · * · ········ · · ··· ·· · nově-technologická modifikace rostlin, produkujících škrob. Předpokladem k tomu však je identifikace a charakterizace enzymů, které se podílejí na syntéze nebo na modifikaci škrobu a rovněž izolace molekul nukleových kyselin, které tyto enzymy kóduj í.An alternative to breeding measures is targeted ge• « • · · · «·· *·· • · · · · · · <> ♦ V · · * · · · • · · · · * · ······ ·
Cesty biochemické syntézy, vedoucí k výstavbě škrobu, jsou v podstatě známy. Syntéza škrobu v rostlinných buňkách probíhá v plastidech. Ve fotosynteticky aktivních tkáních jsou to chloroplasty, ve fotosynteticky inaktivních škrobových zásobních tkáních to jsou amyloplasty.The biochemical synthesis pathways leading to the construction of starch are essentially known. Starch synthesis in plant cells takes place in plastids. In photosynthetically active tissues these are chloroplasts, in photosynthetically inactive starch storage tissues these are amyloplasts.
Pro další cílenou genově-technickou přeměnu větvení škrobu syntetizovaného v rostlinách je stále nezbytné identifikovat DNA-sekvence kódující enzymy, které se na metabolismu škrobu podílejí, zejména na rozvětvování řetězce nebo jeho odbourávání.For further targeted genetic engineering transformation of the branching of starch synthesized in plants, it is still necessary to identify DNA sequences encoding enzymes that participate in starch metabolism, especially in chain branching or its degradation.
Vedle takzvaných Q-enzymů, které rozvětvení do molekuly škrobu zavádějí, se v rostlinách vyskytují enzymy, které mohou rozvětvení odbourat. Tyto enzymy se označují jako Debranching-enzymy a podle jejich substrátové specificity se dělí do třech skupin:In addition to the so-called Q-enzymes, which introduce branching into the starch molecule, plants also contain enzymes that can break down the branching. These enzymes are called debranching enzymes and are divided into three groups according to their substrate specificity:
(a) Pullulanasy, které kromě pullulanu potřebují jako substrát i amylopektin, se vyskytují v mikroorganismech, např. Klebsiella, a v rostlinách.(a) Pullulanases, which require amylopectin as a substrate in addition to pullulan, are found in microorganisms, e.g. Klebsiella, and in plants.
V rostlinách se tyto enzymy označují i jako R-enzymy.In plants, these enzymes are also referred to as R-enzymes.
(b) Isoamylasy, které nepotřebují jako substrát pullulan, nýbrž glykogen a amylopektin, se rovněž vyskytují v mikroorganismech a v rostlinách. Isoamylasy byly popsány např. v kukuřici (Manners & Carbohydr. Res. 9 (1969), 107) a bramborách (Ishizaki a spol., Agric.(b) Isoamylases, which do not require pullulan as a substrate, but glycogen and amylopectin, also occur in microorganisms and in plants. Isoamylases have been described, for example, in maize (Manners & Carbohydr. Res. 9 (1969), 107) and potatoes (Ishizaki et al., Agric.
Biol. Chem. 47 (1983), 771 - 779).Biol. Chem. 47 (1983), 771-779).
(c) Amylo-1,6-glukosidasy jsou popisovány u savců a kvasinek a potřebují jako substrát hraniční dextriny.(c) Amylo-1,6-glucosidases are described in mammals and yeast and require border dextrins as a substrate.
Li a spol. (Plant Physiol. 98 (1992), 1277 - 1284) prokázali v cukrové řepě vedle pěti endo- a dvou exoamylas pouze jeden Debranching-enzym pullulanasového typu. Tento enzym o velikosti cca 100 kD s optimálním pH 5,5, je lokalizován v chloroplastech. Rovněž u špenátu byl popsán jeden Debranching-enzym, který jako substrát využíval pullulan.Li et al. (Plant Physiol. 98 (1992), 1277 - 1284) demonstrated in sugar beet, in addition to five endo- and two exoamylases, only one debranching enzyme of the pullulanase type. This enzyme, with a size of about 100 kD and an optimum pH of 5.5, is localized in chloroplasts. A debranching enzyme was also described in spinach, which used pullulan as a substrate.
Jak Debranching-enzym ze špenátu, tak i z cukrové řepy mají při reakci s amylopektinem jako substrátem v porovnání s pullulanem jako substrátem pětkrát nižší aktivitu (Ludwig a spol., Plant Physiol. 74 (1984), 856 - 861; Li a spol. (Plant Physiol. 98 (1992), 1277 - 1284).Both the debranching enzyme from spinach and sugar beet have a fivefold lower activity when reacting with amylopectin as a substrate compared to pullulan as a substrate (Ludwig et al., Plant Physiol. 74 (1984), 856-861; Li et al. (Plant Physiol. 98 (1992), 1277-1284).
U hospodářsky významné kulturní rostliny ukládající škrob - u brambor - sledovali aktivitu Debranching-enzymu Hobson a spol. (J.Chem.Soc, (1951), 1451). Tito autoři prokázali, že příslušný enzym na rozdíl od Q-enzymu nevykazuje při prodlužování řetězce žádnou aktivitu, nýbrž že pouze hydrolyzuje alfa-1,6-glykosidické vazby. Tento enzym však doposud nebylo možno podrobněji charakterizovat.In an economically important starch-storing crop - potatoes - the activity of the Debranching enzyme was monitored by Hobson et al. (J.Chem.Soc, (1951), 1451). These authors demonstrated that the relevant enzyme, unlike the Q-enzyme, does not show any activity in chain elongation, but only hydrolyzes alpha-1,6-glycosidic bonds. However, this enzyme has not been characterized in more detail so far.
U brambor byl již postup pro čištění Debranching-enzymu a rovněž parciálních peptidových sekvencí čištěného proteinu navržen (VO 95/04826). U špenátu bylo mezitím popsáno čištění Debranching-enzymu a rovněž izolace příslušné cDNA (Renz a spol., Plant Physiol. 108 (1995), 1342).In potatoes, a procedure for purifying the debranching enzyme and also partial peptide sequences of the purified protein has already been proposed (VO 95/04826). In spinach, purification of the debranching enzyme and also isolation of the corresponding cDNA have been described (Renz et al., Plant Physiol. 108 (1995), 1342).
U kukuřice byla v literatuře dosud popsána pouze existence jednoho Debranching-enzymu. Tento enzym byl podle své substrátové specificity zařazen do skupiny isoamylas (viz např. Hannah a spol., Scientia Horticulturae 55 (1993), 177 - 197 nebo Garwood (1984) v publikaci Starch Chemistry and Technology, Vhistler, R.L., BeMiller, J.N., Puschall, E.F. (eds.), Academie Press San Diego, New York, Boston, 25-86). Příslušné mutanty byly označeny jako cukerné (sugary). Tento gen cukerného centra (sugary-Locus) byl krátce klonován (viz James a spol., Plant Cell 7 (1995), 417 - 429). Kromě centra sugary-Locus nebylo v kukuřici prokázáno žádné jiné genové centrum (Genlocus), které by kódovalo protein s Debranching-enzymovou aktivitou. Dosud neexistují ani žádné důkazy o tom, že by se v kukuřici vyskytovaly jiné formy Debranching-enzymů. Pro získání transgenní rostliny kukuřice, která by neměla žádnou Debranching-enzymovou aktivitu, například pro dosažení vyššího stupně rozvětvení amylopektinu, je nezbytné identifikovat všechny formy Debranching-enzymu které se v kukuřici vyskytují a izolovat příslušné geny nebo cDNA-sekvence.In maize, only one debranching enzyme has been described in the literature. This enzyme was classified in the isoamylas group according to its substrate specificity (see e.g. Hannah et al., Scientia Horticulturae 55 (1993), 177-197 or Garwood (1984) in the publication Starch Chemistry and Technology, Whistler, R.L., BeMiller, J.N., Puschall, E.F. (eds.), Academy Press San Diego, New York, Boston, 25-86). The corresponding mutants were designated as sugary. This sugar locus gene was recently cloned (see James et al., Plant Cell 7 (1995), 417-429). Apart from the sugar locus, no other gene locus encoding a protein with debranching enzyme activity has been demonstrated in maize. There is also no evidence to date that other forms of debranching enzymes occur in maize. To obtain a transgenic maize plant that does not have any debranching enzyme activity, for example to achieve a higher degree of amylopectin branching, it is necessary to identify all forms of debranching enzymes that occur in maize and isolate the relevant genes or cDNA sequences.
Pro získání dalších možností pro provádění přeměn jakýchkoli škrobnatých rostlin, přednostně obilí, a zejména pšenice tak, aby tyto rostliny syntetizovaly modifikovaný škrob, je zapotřebí identifikovat příslušné DNA-sekvence, které kódují další isoformy enzymů, ovlivňující rozvětvení řetězce.To obtain further possibilities for performing transformations of any starchy plants, preferably cereals, and especially wheat, so that these plants synthesize modified starch, it is necessary to identify the relevant DNA sequences that encode other isoforms of enzymes affecting chain branching.
Podstata vynálezuThe essence of the invention
Cílem tohoto předkládaného vynálezu je příprava molekul nukleových kyselin, které kódují enzymy, podílející se na biosyntéze škrobu a jejich pomocí získávání genovětechnicky modifikované rostliny, které umožní výrobu rošt6 • · · · · • « · linných škrobů se změněnými chemickými a/nebo fyzikálními vlastnostmi.The aim of the present invention is the preparation of nucleic acid molecules that encode enzymes involved in starch biosynthesis and their use to obtain genetically modified plants that enable the production of starches with altered chemical and/or physical properties.
Tento vynález se tedy týká molekul nukleových kyselin kódující protein s funkcí isoamylasy z pšenice, především proteinu, který je definován zejména aminokyselinovou sekvencí uvedenou pod Seq ID No.3 nebo 7. Tento vynález se zejména týká molekuly nukleových kyselin, která obsahuje nukleotidovou sekvenci uvedenou pod Seq ID No.l, 2 nebo 6 nebo její část, přednostně molekulu obsahující kódující oblast uvedenou v Seq ID No.l, 2 nebo 6 a rovněž příslušné ribonukleotidové sekvence. Obzvláště výhodná je molekula nukleových kyselin obsahující další regulační prvky, které uskutečňují transkripci a rovněž případně translaci uvedených molekul nukleových kyselin.The present invention therefore relates to nucleic acid molecules encoding a protein with wheat isoamylase function, in particular a protein which is defined in particular by the amino acid sequence set out in Seq ID No. 3 or 7. The present invention relates in particular to a nucleic acid molecule which comprises the nucleotide sequence set out in Seq ID No. 1, 2 or 6 or a part thereof, preferably a molecule comprising the coding region set out in Seq ID No. 1, 2 or 6 and also the corresponding ribonucleotide sequences. Particularly preferred is a nucleic acid molecule comprising further regulatory elements which effect transcription and also optionally translation of said nucleic acid molecules.
Dále se tento vynález týká molekul nukleových kyselin které se s některými molekulami nukleových kyselin podle tohoto vynálezu hybridizují.Furthermore, the present invention relates to nucleic acid molecules that hybridize with certain nucleic acid molecules of the present invention.
Předmětem tohoto vynálezu je i molekula nukleových kyselin, která kóduje isoamylasu z pšenice a jejíž sekvence se na základě degenerace genetického kódu liší od nukleotidové sekvence výše uvedených molekul.The subject of this invention is also a nucleic acid molecule that encodes wheat isoamylase and whose sequence differs from the nucleotide sequence of the above-mentioned molecules due to the degeneracy of the genetic code.
Tento vynález se týká i molekuly nukleových kyselin, která obsahuje sekvenci komplementární s úplnými výše uvedenými sekvencemi nebo s jejich částmi.The present invention also relates to a nucleic acid molecule which contains a sequence complementary to the complete above-mentioned sequences or to parts thereof.
Pojem hybridizace znamená v rámci tohoto vynálezu hybridizací za konvenčních hybridizačních podmínek, výhodně za přísně definovaných podmínek popsaných například v publikaci Sambrook a spol., Molecular Cloning, • * • »The term hybridization means, within the scope of the present invention, hybridization under conventional hybridization conditions, preferably under strictly defined conditions described, for example, in the publication Sambrook et al., Molecular Cloning, • * • »
ΊΊ
A Laboratory Manual, 2. vyd. (1989) Cold Spring HarborA Laboratory Manual, 2nd ed (1989) Cold Spring Harbor
Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY).Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY).
Obzvláště výhodně se hybridizace” provádí za následujících podmínek:Particularly preferably, the hybridization is carried out under the following conditions:
Hybridizační pufr: 2 x SSC; 10 x roztok Denhardt (FikollHybridization buffer: 2 x SSC; 10 x Denhardt solution (Fikoll
400 + PEG + BSA; poměr 1 : 1 : 1); 0,1 % SDS; 5 mM EDTA; 50 mM Na2HP04; 250 pg/ml DNA sledího sperma (Heringssperma-DNA);400 + PEG + BSA; ratio 1 : 1 : 1); 0.1% SDS; 5 mM EDTA; 50 mM Na 2 HPO 4 ; 250 pg/ml herring sperm DNA (Heringssperma-DNA);
pg/ml tRNA; nebo 0,25 M natriumfosfátový pufr pH 7,2; 1 mM EDTA; 7 % SDS;pg/ml tRNA; or 0.25 M sodium phosphate buffer pH 7.2; 1 mM EDTA; 7% SDS;
Hybridizační teplota: T = 65 až 70 °CHybridization temperature: T = 65 to 70 °C
Promývací pufr: 0,2 x SSC; 0,1 % SDS;Wash buffer: 0.2 x SSC; 0.1% SDS;
Promývací teplota: T = 40 až 75 °CWashing temperature: T = 40 to 75 °C
Molekuly nukleových kyselin, hybridizované s molekulami nukleových kyselin podle tohoto vynálezu, mohou principiálně kódovat isoamylasy z jakékoli rostliny pšenice, která tyto proteiny exprimuje.Nucleic acid molecules hybridized with nucleic acid molecules of the present invention can in principle encode isoamylases from any wheat plant that expresses these proteins.
Molekuly nukleových kyselin, hybridizované s molekulami nukleových kyselin podle tohoto vynálezu, mohou být například izolovány z genomických pšenic nebo pšeničných tkání nebo z cDNA-knihoven pšenic nebo pšeničných tkání. Alternativně mohou být připraveny genově-technickými metodami nebo chemickou syntézou.The nucleic acid molecules hybridized with the nucleic acid molecules of the invention can be isolated, for example, from genomic wheat or wheat tissues or from cDNA libraries of wheat or wheat tissues. Alternatively, they can be prepared by genetic engineering methods or chemical synthesis.
Identifikaci a izolaci těchto molekul nukleových kyselin je možno provádět s použitím molekul podle tohotoIdentification and isolation of these nucleic acid molecules can be performed using molecules according to this
Φ Φ φ · ·· · ·· φφφφ · φ · · · ♦ · • φ φ φ φ φ · φ •φφφφφφ φφ φφφ ·· φφφ vynálezu nebo částí těchto molekul respektive s použitím reverzních komplementů těchto molekul, například pomocí hybridizace podle standardního postupu (viz například Sambrook a spol., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2. vyd. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY).Φ Φ φ · ·· · ·· φφφφ · φ · · · ♦ · • φ φ φ φ φ · φ •φφφφφφ φφφ ·· φφφ of the invention or parts of these molecules or using reverse complements of these molecules, for example by hybridization according to standard procedures (see, for example, Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY).
Jako vzorek pro hybridizaci je možno použít například molekuly nukleových kyselin, obsahující přesně stejné nebo v podstatě stejné nukleotidové sekvence nebo jejich části, uvedené pod Seq ID No.l, 2 nebo 6. U těchto fragmentů použitých jako vzorek pro hybridizaci, může jít i o syntetické fragmenty, připravené pomocí běžných syntetických technik, jejichž sekvence v podstatě odpovídá molekulám nukleových kyselin pole tohoto vynálezu.As a sample for hybridization, it is possible to use, for example, nucleic acid molecules containing exactly the same or substantially the same nucleotide sequences or parts thereof, as set forth under Seq ID No. 1, 2 or 6. These fragments used as a sample for hybridization may also be synthetic fragments prepared using conventional synthetic techniques, the sequence of which substantially corresponds to the nucleic acid molecules of the field of this invention.
Molekuly, hybridizované s molekulami nukleových kyselin podle tohoto vynálezu, zahrnují i fragmenty, deriváty a alelické varianty výše uvedených molekul nukleových kyselin, které kódují pšeničné isoamylasy podle tohoto vynálezu. Fragmenty se přitom rozumí části molekul nukleových kyselin, které jsou dostatečně dlouhé k tomu, aby byly schopny kódovat uvedené proteiny. Výraz derivát v této souvislosti znamená, že sekvence těchto molekul se od sekvencí výše uvedených molekul nukleových kyselin liší na jednom nebo několika místech a že vykazují vysoký stupeň homologie s těmito sekvencemi. Homologie znamená identitu sekvence minimálně ze 40 %, zejména identitu minimálně ze 60 %, obzvláště nad 80 % a obzvláště výhodně nad 90 %. Odchylky od dříve popsaných molekul nukleových kyselin mohou vznikat vyštěpením, substitucí, insercí nebo rekombinací.The molecules hybridized with the nucleic acid molecules of the present invention also include fragments, derivatives and allelic variants of the above-mentioned nucleic acid molecules which encode the wheat isoamylases of the present invention. Fragments are understood to mean parts of nucleic acid molecules which are long enough to be able to encode the proteins mentioned. The term derivative in this context means that the sequence of these molecules differs from the sequences of the above-mentioned nucleic acid molecules at one or more points and that they show a high degree of homology to these sequences. Homology means a sequence identity of at least 40%, in particular an identity of at least 60%, in particular above 80% and particularly preferably above 90%. Deviations from the previously described nucleic acid molecules can arise by cleavage, substitution, insertion or recombination.
Homologie dále znamená, že existuje funkční a/neboHomology further means that there is a functional and/or
strukturní ekvivalence mezi příslušnými molekulami nukleových kyselin nebo jimi kódovanými proteiny. U molekul nukleových kyselin, které jsou homologické s výše uvedenými molekulami a představují deriváty těchto molekul, jde zpravidla o variace těchto molekul, které představují modifikace se stejnými biologickými funkcemi. Přitom může jít jak o přirozeně se vyskytující variace, například o sekvence z jiných organismů, tak o mutanty, přičemž tyto mutanty mohou mít přirozený výskyt nebo mohou být zaváděny cílenou mutagenezi. Dále se jedná o variace synteticky připravených sekvencí. U alelických variant může jít jak o varianty s přirozeným výskytem, tak i o varianty připravené synteticky nebo získané rekombinantní DNA-technikou.structural equivalence between the relevant nucleic acid molecules or the proteins encoded by them. Nucleic acid molecules that are homologous to the above-mentioned molecules and represent derivatives of these molecules are usually variations of these molecules that represent modifications with the same biological functions. This can be both naturally occurring variations, for example sequences from other organisms, and mutants, whereby these mutants can occur naturally or can be introduced by targeted mutagenesis. Furthermore, these are variations of synthetically prepared sequences. Allelic variants can be both naturally occurring variants and variants prepared synthetically or obtained by recombinant DNA technology.
Isoamylasy, kódované různými variantami molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu, vykazují určité společné vlastnosti. K nim patří například enzymová aktivita, molekulová hmotnost, imunologická reaktivita, konformace a podobně a rovněž fyzikální vlastnosti, jako je například pohyblivost při gelové elektroforéze, chování při chromatografii, sedimentační koeficienty, rozpustnost, spektroskopické vlastnosti, elektrický náboj, stabilita; pH-optimum, teplotní optimum a podobně.Isoamylases encoded by different variants of nucleic acid molecules according to the invention exhibit certain common properties. These include, for example, enzymatic activity, molecular weight, immunological reactivity, conformation, etc., as well as physical properties, such as gel electrophoresis mobility, chromatography behavior, sedimentation coefficients, solubility, spectroscopic properties, electrical charge, stability; pH-optimum, temperature optimum, etc.
Proteinem, kódovaným molekulami nukleových kyselin podle tohoto vynálezu, je isoamylasa z pšenice. Tyto proteiny vykazují určité homologické oblasti s dosud známými isoamylasami z jiných rostlinných druhů.The protein encoded by the nucleic acid molecules of the present invention is an isoamylase from wheat. These proteins show certain homologous regions with previously known isoamylases from other plant species.
Molekulami nukleových kyselin podle tohoto vynálezu mohou být DNA-molekuly, zejména cDNA nebo genomické molekuly. Dále mohou být nukleovými kyselinami podle tohoto vynálezu RNA-molekuly, které mohou vzniknout napříkladThe nucleic acid molecules according to the invention may be DNA molecules, in particular cDNA or genomic molecules. Furthermore, the nucleic acids according to the invention may be RNA molecules, which may be generated, for example,
transkripcí některé molekuly nukleových kyselin podle tohoto vynálezu. Nukleové kyseliny podle tohoto vynálezu mohou být například získávány z přírodních zdrojů nebo technikou rekombinace či synteticky.by transcription of a nucleic acid molecule of the invention. The nucleic acids of the invention may, for example, be obtained from natural sources or by recombinant or synthetic techniques.
Předmětem tohoto vynálezu jsou i oligonukleotidy specificky hybridizované s některou molekulou nukleových kyselin podle tohoto vynálezu. Tyto oligonukleotidy mají výhodně délku minimálně 10, obzvláště minimálně 15 a obzvláště výhodně délku minimálně 50 nukleotidů. Oligonukleotidy podle tohoto vynálezu se vyznačují tím, že se hybridizují specificky s molekulami nukleových kyselin podle tohoto vynálezu, to znamená, že se sekvencemi nukleových kyselin, které kódují jiné proteiny, zejména jiné isoamylasy, nepodléhají hybridizaci nebo se hybridizují jenom v nepatrném rozsahu. Oligonukleotidy podle tohoto vynálezu mohou být použity například jako primér pro PCR-reakci nebo jako hybridizačni vzorek pro izolaci příbuzných genů. Mohou tvořit i součást antisense-konstruktů nebo molekul DNA, kódujících vhodný ribozym.The invention also provides oligonucleotides specifically hybridized with a nucleic acid molecule according to the invention. These oligonucleotides are preferably at least 10, in particular at least 15 and particularly preferably at least 50 nucleotides in length. The oligonucleotides according to the invention are characterized in that they hybridize specifically with the nucleic acid molecules according to the invention, i.e. they do not hybridize or hybridize only to a small extent with nucleic acid sequences encoding other proteins, in particular other isoamylases. The oligonucleotides according to the invention can be used, for example, as a primer for a PCR reaction or as a hybridization template for the isolation of related genes. They can also form part of antisense constructs or DNA molecules encoding a suitable ribozyme.
Tento vynález dále zahrnuje vektory, zejména plasmidy, kosmidy, fagemidy, viry, bakteriofágy a další vektory, běžné v genové technice, které v sobě obsahují výše uvedené molekuly nukleových kyselin podle tohoto vynálezu. Tyto vektory jsou vhodné pro transformaci prokaryontických nebo eukaryontických, výhodně rostlinných buněk.The invention further includes vectors, in particular plasmids, cosmids, phagemids, viruses, bacteriophages and other vectors common in genetic engineering, which contain the above-mentioned nucleic acid molecules according to the invention. These vectors are suitable for the transformation of prokaryotic or eukaryotic, preferably plant, cells.
Obzvláště výhodné jsou vektory, umožňující integraci molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu do genomu rostlinné buňky, případně spolu se stínícími regulačními oblastmi. Jako příklady je možno uvést binární vektory, které je možno použít při transferu genů zprostředkovaném • ·Particularly preferred are vectors that allow the integration of nucleic acid molecules according to the invention into the genome of a plant cell, optionally together with shielding regulatory regions. Examples include binary vectors that can be used in gene transfer mediated by • ·
agrobakteriemi. Výhodná je syntéza přenositelných nebo případně nepřenositelných molekul nukleových kyselin v transformovaných pro- nebo eukaryontických buňkách integrací molekuly nukleových kyselin v sense- nebo anti-sense-orientaci podle tohoto vynálezu.Agrobacteria. The synthesis of transferable or optionally non-transferable nucleic acid molecules in transformed pro- or eukaryotic cells by integration of the nucleic acid molecule in the sense- or anti-sense-orientation according to the invention is preferred.
Pojem vektor označuje všeobecně vhodný, odborníkům známý, pomocný prostředek, umožňující cílený transfer jedné jedno- nebo dvouvláknové molekuly nukleové kyseliny do hostitelské buňky, jako jsou např. DNA-nebo RNA-virus, fragment viru, plasmidový konstrukt který za přítomnosti nebo nepřítomnosti regulačních prvků může být vhodný pro transfer nukleových kyselin do buněk, nosné materiály jako jsou skleněná vlákna nebo i částice kovů, používané například při postupu particle gun (vstřelování částic), může však jít i o molekulu nukleových kyselin, kterou je možno vložit přímo do buňky vhodným chemickým nebo fyzikálním postupem.The term vector refers to a generally suitable auxiliary agent known to those skilled in the art, enabling the targeted transfer of a single- or double-stranded nucleic acid molecule into a host cell, such as a DNA or RNA virus, a virus fragment, a plasmid construct which, in the presence or absence of regulatory elements, may be suitable for the transfer of nucleic acids into cells, carrier materials such as glass fibers or even metal particles, used, for example, in the particle gun procedure, but it may also be a nucleic acid molecule which can be inserted directly into a cell by a suitable chemical or physical procedure.
Při výhodném způsobu provedení jsou molekuly nukleových kyselin, obsažené ve vektorech, vázány s regulačními prvky, které umožňují transkripci a syntézu přenositelné RNA do pro- nebo eukaryontických buněk nebo - pokud je to žádoucí - které umožňují syntézu nepřenositelné RNA.In a preferred embodiment, the nucleic acid molecules contained in the vectors are linked to regulatory elements which allow transcription and synthesis of transferable RNA in pro- or eukaryotic cells or - if desired - which allow synthesis of non-transferable RNA.
Exprese molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu v prokaryontických buňkách, například v Escherichia coli, má význam pro přesnější charakterizaci enzymatické aktivity enzymů, které kódují tyto molekuly. Obzvláště je možné charakterizovat produkt, syntetizovaný příslušnými enzymy za nepřítomnosti jiných enzymů, podílejících se na syntéze škrobu v rostlinných buňkách. To umožňuje vyvozovat závěry o funkci příslušného proteinu při syntéze škrobu v rostlinných buňkách.The expression of nucleic acid molecules according to the invention in prokaryotic cells, for example in Escherichia coli, is of importance for a more precise characterization of the enzymatic activity of the enzymes encoding these molecules. In particular, it is possible to characterize the product synthesized by the respective enzymes in the absence of other enzymes involved in starch synthesis in plant cells. This allows conclusions to be drawn about the function of the respective protein in starch synthesis in plant cells.
Kromě toho je možné pomocí běžných postupů molekulární biologie (viz například Sambrook a spol., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2. vyd. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY) zavádět různé mutace do molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu, přičemž se při této syntéze získají proteiny s případně přeměněnými biologickými vlastnostmi. To umožňuje přípravu delečních mutantů, u nichž postupným vyštěpováním z 5’- nebo 3’- konce je možno získat kódující DNA-sekvenci molekul nukleových kyselin, které vedou k syntéze příslušných zkrácených proteinů. Tato delece na 5’-konci nukleotidové sekvence umožňuje například identifikovat aminokyselinové sekvence, které způsobují translokaci enzymů v plastidech (transitpeptidy). To umožňuje provádět cílenou přípravu enzymů, které po odstranění příslušných sekvencí již nejsou lokalizovány v plastidech, nýbrž v cytosolu, nebo které jsou po adici jiných signálních sekvencí lokalizovány v jiných částech buňky.In addition, it is possible to introduce various mutations into the nucleic acid molecules of the invention using conventional molecular biology techniques (see, for example, Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY), whereby proteins with possibly altered biological properties are obtained during this synthesis. This allows the preparation of deletion mutants in which, by successive cleavage from the 5'- or 3'-end, the coding DNA sequence of the nucleic acid molecules can be obtained, which lead to the synthesis of the corresponding truncated proteins. This deletion at the 5'-end of the nucleotide sequence makes it possible, for example, to identify amino acid sequences that cause the translocation of enzymes in plastids (transit peptides). This allows the targeted preparation of enzymes that, after removal of the corresponding sequences, are no longer localized in the plastids, but in the cytosol, or that, after addition of other signal sequences, are localized in other parts of the cell.
Dále je možno provádět zavádění lokálních mutací do pozic, v nichž změna aminokyselinové sekvence ovlivňuje například enzymovou aktivitu nebo regulaci enzymu. Tímto způsobem je možno například získat mutanty se změněnou hodnotou Km nebo mutanty, které již nepodléhají normálním regulačním mechanismům v buňce působením allosterické regulace nebo kovalentní modifikace.Furthermore, it is possible to introduce local mutations at positions where the change in the amino acid sequence affects, for example, enzyme activity or enzyme regulation. In this way, it is possible to obtain, for example, mutants with an altered K m value or mutants that are no longer subject to normal regulatory mechanisms in the cell by the action of allosteric regulation or covalent modification.
Dále je možno získat mutanty proteinů podle tohoto vynálezu, které mají změněnou substrátovou nebo produktovou specificitu. Kromě toho je možno připravovat mutanty proteinů, které vykazují změněný profil aktivita - teplota.Furthermore, it is possible to obtain mutants of the proteins of the present invention which have altered substrate or product specificity. In addition, it is possible to prepare mutants of the proteins which exhibit altered activity-temperature profiles.
• · · · · · * ······· ·· · · · ·· ·• · · · · · * ······ ·· · · · · · · ·
Při provádění genově-technické modifikace prokaryontických buněk je možno vkládat molekuly nukleových kyselin podle tohoto vynálezu nebo jejich části do plasmidů, které umožňuj i provádět mutagenezí nebo změnu sekvence rekombinací DNA-sekvencí. Pomocí standardních postupů (viz Sambrook a spol., 1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2. vyd. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, USA) je možno provádět záměny bází nebo připojovat přirozené nebo syntetické sekvence. Pro vzájemné spojování DNA-fragmentů je možno k těmto fragmentům připojit spojovací nebo vázací skupiny (Adaptoren o. Linker). Rovněž je možno používat manipulace, které uvolňují příslušná restrikční místa štěpení, nebo které nadbytečnou DNA nebo restrikční místa odstraňují. V případech, kde přicházejí v úvahu inserce, delece nebo substituce, je možno při mutagenezí in vitro používat primer repair”, restrikci nebo ligaci. Jako analytické metody byly obecně použity sekvenční analýza, restrikční analýza nebo jiné biochemické nebo molekulárněbiologické metody.When carrying out genetic engineering modification of prokaryotic cells, it is possible to insert nucleic acid molecules according to the invention or parts thereof into plasmids, which also allow mutagenesis or sequence change by recombination of DNA sequences. Using standard procedures (see Sambrook et al., 1989, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed. Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY, USA) it is possible to carry out base substitutions or to attach natural or synthetic sequences. To connect DNA fragments to each other, it is possible to attach connecting or binding groups (Adaptoren o. Linker) to these fragments. It is also possible to use manipulations that release the relevant restriction cleavage sites or that remove excess DNA or restriction sites. In cases where insertions, deletions or substitutions are considered, primer repair, restriction or ligation can be used in in vitro mutagenesis. Sequence analysis, restriction analysis or other biochemical or molecular biological methods have generally been used as analytical methods.
V dalších formách provedení se tento vynález týká hostitelských buněk, zejména pro- nebo eukaryontických buněk, které jsou transformovány s jednou z výšeuvedených molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu nebo s jedním z vektorů podle tohoto vynálezu, a rovněž buněk, které z takto transformovaných buněk vznikají a obsahují molekulu nukleových kyselin podle tohoto vynálezu nebo vektor. Přitom se přednostně jedná o pro- nebo eukaryontické buňky, zejména o rostlinné buňky.In further embodiments, the invention relates to host cells, in particular pro- or eukaryotic cells, which are transformed with one of the above-mentioned nucleic acid molecules according to the invention or with one of the vectors according to the invention, as well as cells which are generated from such transformed cells and contain a nucleic acid molecule according to the invention or a vector. These are preferably pro- or eukaryotic cells, in particular plant cells.
Předmětem tohoto vynálezu jsou dále proteiny, které je možno připravit rekombinantním způsobem, a které mají aktivitu isoamylasy, kódované molekulami nukleových kyselinThe present invention also provides recombinantly produced proteins having isoamylase activity encoded by nucleic acid molecules.
podle tohoto vynálezu a rovněž postup jejich přípravy, přičemž hostitelská buňka podle tohoto vynálezu je kultivována za vhodných, odborníkům známých podmínek, umožňujících syntézu proteinu podle tohoto vynálezu a konečná izolace tohoto proteinu z hostitelských buněk a/nebo z kultivačního media.according to the present invention and also a process for their preparation, wherein the host cell according to the present invention is cultured under suitable conditions known to those skilled in the art, allowing the synthesis of the protein according to the present invention and the final isolation of this protein from the host cells and/or from the culture medium.
Molekuly nukleových kyselin, získané podle tohoto vynálezu, nyní umožňují pomocí genově-technických metod provádět cílené zásahy do metabolismu škrobu v rostlinách a tento metabolismus měnit do té míry, že dojde k syntéze takových modifikovaných škrobů, které ve srovnání se známými škroby budou mít jiné fyzikálně-chemické vlastnosti, jako jsou například poměr amylosy a amylopektinu, stupeň rozvětvení řetězce, průměrná délka řetězce, obsah fosfátů, vlastnosti při mazovatění, vlastnosti při tvorbě gelu nebo filmu, velikost škrobových zrn a/nebo jejich tvar.The nucleic acid molecules obtained according to the present invention now allow, using genetic engineering methods, to carry out targeted interventions in starch metabolism in plants and to change this metabolism to the extent that such modified starches are synthesized which, compared to known starches, will have different physicochemical properties, such as the ratio of amylose to amylopectin, the degree of chain branching, the average chain length, the phosphate content, the lubricating properties, the gel or film forming properties, the size of the starch grains and/or their shape.
Je možno rovněž provádět expresi molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu v rostlinných buňkách pro zvýšení aktivity příslušné isoamylasy, nebo zavádět molekuly nukleových kyselin podle tohoto vynálezu do buněk, které tento enzym normálně neexprimují. Exprese molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu poskytuje i možnost snížit přirozenou aktivitu isoamylasy podle tohoto vynálezu v rostlinných buňkách. Dále je možno molekuly nukleových kyselin podle tohoto vynálezu modifikovat postupy, které jsou odborníkům známy, aby se získaly isoamylasy podle tohoto vynálezu, které již nepodléhají přirozeným regulačním mechanismům vlastní buňky, respektive které mají změněný profil teplota - aktivita nebo změněné specifické vlastnosti substrátu respektive produktu.It is also possible to express the nucleic acid molecules of the invention in plant cells to increase the activity of the respective isoamylase, or to introduce the nucleic acid molecules of the invention into cells that do not normally express this enzyme. The expression of the nucleic acid molecules of the invention also provides the possibility of reducing the natural activity of the isoamylase of the invention in plant cells. Furthermore, the nucleic acid molecules of the invention can be modified by methods known to those skilled in the art to obtain isoamylases of the invention that are no longer subject to the natural regulatory mechanisms of the cell itself, or that have an altered temperature-activity profile or altered specific properties of the substrate or product.
• · ·• · ·
Při expresi molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu v rostlinách existuje v zásadě možnost lokalizovat syntetizovaný protein do libovolné části rostlinné buňky.When expressing the nucleic acid molecules of the invention in plants, there is in principle the possibility of localizing the synthesized protein to any part of the plant cell.
Aby bylo možno provést lokalizaci do určité části rostlinné buňky, musí se vyštěpit sekvence zajišťující lokalizaci v plastidech a zbývající kódující oblast případně spojit s DNA-sekvencemi, které zajišťují lokalizaci do příslušného místa. Takovéto sekvence jsou známy (viz např. Braun a spol., EMBO J. 11 (1992), 3219-3227; Volter a spol., Proč. Nati. Acad. Sci. USA 85 (1988), 846-850; Sonnenwald a spol., Plant J. 1 (1991), 95-106).In order to localize to a specific part of the plant cell, the plastid-localizing sequence must be excised and the remaining coding region optionally linked to DNA sequences that localize to the appropriate site. Such sequences are known (see, for example, Braun et al., EMBO J. 11 (1992), 3219-3227; Volter et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85 (1988), 846-850; Sonnenwald et al., Plant J. 1 (1991), 95-106).
Tento vynález se týká i postupu přípravy transgenních rostlinných buněk, které se transformují s molekulou nukleových kyselin nebo s vektorem podle tohoto vynálezu, přičemž molekula nukleových kyselin podle tohoto vynálezu nebo vektor podle tohoto vynálezu se integruje do genomu rostlinné buňky, a dále se týká i transgenních rostlinných buněk, transformovaných pomocí některé molekuly nukleových kyselin nebo vektoru podle tohoto vynálezu, a rovněž zahrnuje transgenní rostlinné buňky, které jsou z takto transformovaných buněk odvozeny. Buňky podle tohoto vynálezu obsahují jednu nebo více molekul nukleových kyselin nebo vektorů podle tohoto vynálezu, přičemž tyto molekuly nebo vektory jsou přednostně spojeny s regulačními DNA-prvky, které zajišťují transkripci v rostlinných buňkách, zejména s vhodným promotorem. Tyto buňky je možno odlišit od přirozených rostlinných buněk mimo jiné i podle toho, že obsahují molekuly nukleových kyselin podle tohoto vynálezu, které se v těchto buňkách normálně nevyskytují, nebo podle toho, že takováto molekula je integrována na určitém místě genomu buňky, kde se jinak nevyskytuje, tedy v jiném genomickém okolí. Dále je možno tyto transgenní rostlinné buňky podleThe present invention also relates to a process for preparing transgenic plant cells which are transformed with a nucleic acid molecule or a vector according to the invention, wherein the nucleic acid molecule according to the invention or the vector according to the invention is integrated into the genome of the plant cell, and further relates to transgenic plant cells transformed with a nucleic acid molecule or a vector according to the invention, and also includes transgenic plant cells which are derived from such transformed cells. The cells according to the present invention contain one or more nucleic acid molecules or vectors according to the invention, wherein these molecules or vectors are preferably linked to regulatory DNA elements which ensure transcription in plant cells, in particular to a suitable promoter. These cells can be distinguished from natural plant cells, inter alia, by the fact that they contain nucleic acid molecules according to the invention which are not normally present in these cells, or by the fact that such a molecule is integrated at a specific location in the genome of the cell where it does not otherwise occur, i.e. in a different genomic environment. Furthermore, these transgenic plant cells can be
tohoto vynálezu odlišit od přirozených rostlinných buněk tím, že tyto buňky obsahují ve svém genomu stabilně integrovanou minimálně jednu kopii molekuly nukleových kyselin podle tohoto vynálezu, případně navíc ke kopiím této molekuly s přirozeným výskytem v buňkách. Jestliže jde u molekuly (molekul) nukleových kyselin zavedených do buněk o kopie navíc k molekulám s přirozeným výskytem v buňce, je možno rostlinné buňky podle tohoto vynálezu od přirozených buněk odlišit zejména tím, že tato (tyto) kopie navíc je/jsou lokalizovány v genomu na místě (místech), na nichž se v přírodě nevyskytuje (nevyskytují). To je možno snadno prokázat například pomocí Southern-Blot-analýzy podle postupů, které jsou odborníkům známy.of the invention can be distinguished from natural plant cells by the fact that these cells contain at least one copy of the nucleic acid molecule of the invention stably integrated into their genome, optionally in addition to the copies of this molecule naturally occurring in the cells. If the nucleic acid molecule(s) introduced into the cells are copies in addition to the molecules naturally occurring in the cell, the plant cells of the invention can be distinguished from natural cells in particular by the fact that this/these additional copies are/are located in the genome at a location(s) where they do not occur in nature. This can be easily demonstrated, for example, by Southern blot analysis according to methods known to those skilled in the art.
Jestliže je molekula nukleových kyselin podle tohoto vynálezu zavedená do rostlinného genomu ve vztahu k rostlinné buňce heterologní, obsahují transgenní rostlinné buňky transkripty molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu, což je možno snadno prokázat např. Northern-Blotanalýzou podle postupů, které jsou odborníkům známy.If the nucleic acid molecule of the invention introduced into the plant genome is heterologous with respect to the plant cell, the transgenic plant cells contain transcripts of the nucleic acid molecules of the invention, which can be easily demonstrated, for example, by Northern blot analysis according to methods known to those skilled in the art.
Jestliže je molekula nukleových kyselin podle tohoto vynálezu homologní ve vztahu k rostlinné buňce, je možno buňky podle tohoto vynálezu odlišit od přirozeně se vyskytujících buněk například podle další exprese molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu. Transgenní rostlinné buňky obsahují výhodně více transkriptů molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu. To je možno prokázat například pomocí Northern-Blot-analýzy. Více znamená přitom výhodně minimálně o 10 % víc, obzvláště o 20 % víc a především minimálně o 50 % více transkriptů než odpovídající netransformované buňky. Přednostně vykazují tyto buňky rovněž odpovídající (minimálně 10%, 20% nebo 50%) zvýšení ·· ·· • · · ·If the nucleic acid molecule according to the invention is homologous to a plant cell, the cells according to the invention can be distinguished from naturally occurring cells, for example by further expression of the nucleic acid molecules according to the invention. Transgenic plant cells preferably contain more transcripts of the nucleic acid molecules according to the invention. This can be demonstrated, for example, by Northern blot analysis. More preferably means at least 10% more, in particular 20% more and especially at least 50% more transcripts than the corresponding untransformed cells. Preferably, these cells also show a corresponding (at least 10%, 20% or 50%) increase in ·· ·· • · · ·
aktivity nebo případně snížení aktivity proteinů podle tohoto vynálezu. Transgenní rostlinné buňky je možno regenerovat na celé rostliny pomocí postupů, které jsou odborníkům známy.activity or, alternatively, reduction in activity of the proteins of the invention. Transgenic plant cells can be regenerated into whole plants using methods known to those skilled in the art.
Předmětem tohoto vynálezu je i postup získávání transgenních rostlin, přičemž jednu nebo několik molekul nukleových kyselin nebo vektorů podle tohoto vynálezu se integruje do genomu rostlinné buňky a celá rostlina se z této buňky regeneruje. Dále jsou předmětem tohoto vynálezu rostliny, které výše uvedené transgenní rostlinné buňky obsahují. Tyto transgenní rostliny mohou být principiálně rostliny jakéhokoli rostlinného druhu, to znamená jak rostliny monokotylní, tak i dikotylní. Přednostně se jedná o užitkové rostliny, obzvláště o rostliny, které syntetizují nebo ukládají škrob, obzvláště výhodně žito, ječmen, oves, pšenice, proso, ságo, kukuřice, rýže, hrách, dřeňový hrách, maniok, brambory, rajčata, řepka, sojové boby, konopí, len, slunečnice, krmný hrách nebo maranta a především pšenice, kukuřice, rýže a brambory.The present invention also provides a method for obtaining transgenic plants, wherein one or more nucleic acid molecules or vectors according to the invention are integrated into the genome of a plant cell and the entire plant is regenerated from this cell. The present invention also provides plants comprising the above transgenic plant cells. These transgenic plants can in principle be plants of any plant species, i.e. both monocotyledonous and dicotyledonous plants. They are preferably useful plants, in particular plants which synthesize or store starch, particularly preferably rye, barley, oats, wheat, millet, sago, maize, rice, peas, string beans, cassava, potatoes, tomatoes, rapeseed, soybeans, hemp, flax, sunflower, field peas or arrowroot and in particular wheat, maize, rice and potatoes.
Tento vynález se rovněž týká množitelského materiálu rostlin podle tohoto vynálezu, jako jsou například plody, semena, hlízy, části kořenů, semenáčky, sazenice, pletiva, protoplasty, buněčné kultury a podobně.The present invention also relates to propagation material of the plants of the present invention, such as fruits, seeds, tubers, root parts, seedlings, seedlings, tissues, protoplasts, cell cultures and the like.
Tento předkládaný vynález se dále týká způsobu výroby modifikovaného škrobu, zahrnující operaci extrakce škrobu z výše uvedených rostlin podle tohoto vynálezu a/nebo ze škrobnatých částí těchto rostlin.The present invention further relates to a process for producing modified starch, comprising the operation of extracting starch from the above-mentioned plants according to the invention and/or from starchy parts of these plants.
Postupy pro extrakci škrobu z rostlin nebo z jejich škrobnatých částí, zejména z pšenice, jsou odborníkům známé, ·· ·« ·· · 9· « « · 9 * φ · · « · · • · «·· · · · ··«··!·· ·· »·· ·· ··· viz například Eckhoff a spol. (Cereal Chem. 73 (1996) 54 - 57 Starch - Chemistry and Technology (vydavatel: Vhistler, BeMiller a Paschall (1994), 2. vydání, Academie Press lne. London Ltd; ISBN 0-12-746270-8; viz například kapitola XII, str. 412 - 468: Škroby z kukuřice a sorghumu: Výroba; Vatson; kapitola XIII, str. 469 - 479: Tapiokový, marantový a ságový škrob: Výroba; Corbishlev a Miller; kapitola XIV, str. 479 - 490: Bramborový škrob: Výroba a použití; Mitch; kapitola XV, str. 491 - 506: Pšeničný škrob: Výroba, modifikace a použití; Knight a Oson; a kapitola XVI, str. 507 až 528: Rýžový škrob: Výroba a použití; Rohmer a Klem). K zařízení, která se zpravidla k extrakci škrobu z rostlinného materiálu používají, patří separátory, dekantéry, hydrocyklony, sprayové sušárny a sušárny pro sušení ve fluidní vrstvě.Processes for extracting starch from plants or their starchy parts, especially from wheat, are known to those skilled in the art, see for example Eckhoff et al. (Cereal Chem. 73 (1996) 54 - 57 Starch - Chemistry and Technology (published by Whistler, BeMiller and Paschall (1994), 2nd ed., Academie Press lne. London Ltd; ISBN 0-12-746270-8; see for example Chapter XII, pp. 412 - 468: Maize and sorghum starches: Production; Vatson; Chapter XIII, pp. 469 - 479: Tapioca, arrowroot and sago starches: Production; Corbishlev and Miller; Chapter XIV, pp. 479 - 490: Potato starch: Production and uses; Mitch; Chapter XV, pp. 491 - 506: Wheat starch: Production, modification and uses; Knight and Oson; and Chapter XVI, pp. 507 to 528: Rice starch: Production and uses; Rohmer and Klem). The equipment typically used to extract starch from plant material includes separators, decanters, hydrocyclones, spray dryers and fluidized bed dryers.
Transgenní rostlinné buňky a rostliny podle tohoto vynálezu syntetizují na základě exprese molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu škroby, které se svými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, jako je například poměr amylosy a amylopektinu, stupeň rozvětvení řetězce, průměrná délka řetězce, obsah fosfátů, vlastnosti při mazovatění, velikost škrobových zrn a/nebo jejich tvar, liší od škrobů syntetizovaných přírodními rostlinami. U těchto škrobů se může měnit zejména jejich viskozita a/nebo jejich vlastnosti při tvorbě filmu a vlastnosti vzniklých škrobových mazů v porovnání s vlastnostmi známých škrobů.Transgenic plant cells and plants according to the invention synthesize starches based on the expression of nucleic acid molecules according to the invention, which differ from starches synthesized by natural plants in their physicochemical properties, such as the ratio of amylose to amylopectin, the degree of chain branching, the average chain length, the phosphate content, the lubricating properties, the size of the starch grains and/or their shape, based on the expression of the nucleic acid molecules according to the invention. In particular, the viscosity and/or the film-forming properties and the properties of the starch greases formed may be altered in these starches compared to the properties of known starches.
Předmětem tohoto předkládaného vynálezu je dále škrob, který je možno získat z rostlinných buněk, z rostlin a z jejich množitelského materiálu podle tohoto vynálezu a škrob, který je možno získat výše uvedenými postupy podle tohoto vynálezu.The present invention further relates to starch obtainable from plant cells, from plants and from their propagation material according to the invention and to starch obtainable by the above-mentioned processes according to the invention.
Dále je možno pomocí molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu produkovat rostlinné buňky a rostliny, u nichž je aktivita proteinu podle tohoto vynálezu snížena. To vede rovněž k syntéze škrobu se změněnými chemickými a/nebo fyzikálními vlastnostmi v porovnání se škroby z původních rostlinných buněk.Furthermore, it is possible to produce plant cells and plants using the nucleic acid molecules of the invention in which the activity of the protein of the invention is reduced. This also leads to the synthesis of starch with altered chemical and/or physical properties compared to starches from the original plant cells.
Dalším předmětem tohoto vynálezu jsou transgenní rostlinné buňky, obsahující molekulu nukleových kyselin podle tohoto vynálezu, v nichž je aktivita isoamylasy v porovnání s netransformovanými buňkami snížena.Another object of the present invention are transgenic plant cells containing a nucleic acid molecule according to the present invention, in which the isoamylase activity is reduced compared to untransformed cells.
Přípravu rostlinných buněk se sníženou aktivitou isoamylasy je možno provádět například expresí příslušné anti-sense-RNA, sense-RNA pro dosažení ko-supresního efektu nebo expresí odpovídajícím způsobem konstruovaného ribozymu, který specificky štěpí transkript kódující isoamylasu s použitím molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu podle postupu, který je odborníkům znám, viz Jorgensen (Trends Biotechnol. 8 (1990), 340 - 344), Niebel a spol., Immunol. 197 (1995), 91 - 103),The preparation of plant cells with reduced isoamylase activity can be carried out, for example, by expressing the appropriate anti-sense RNA, sense RNA to achieve a co-suppressive effect, or by expressing a correspondingly constructed ribozyme that specifically cleaves the transcript encoding isoamylase using the nucleic acid molecules of the invention according to a procedure known to those skilled in the art, see Jorgensen (Trends Biotechnol. 8 (1990), 340-344), Niebel et al., Immunol. 197 (1995), 91-103),
Top. Microbiol. Immunol. 197 (1995),Top. Microbiol. Immunol. 197 (1995),
- 46), Palaqui a Vaucheret (Plant. Mol. Biol. 29 (1995), 149 - 159), Vaucheret a spol. (Mol.. Gen. Genet. 248 (1995), 311 - 317), de Borne a spol,. (Mol. Gen. Genet. 243 (1994), 613 - 621).- 46), Palaqui and Vaucheret (Plant. Mol. Biol. 29 (1995), 149 - 159), Vaucheret et al. (Mol.. Gen. Genet. 248 (1995), 311-317), de Borne et al. (Mol. Gen. Genet. 243 (1994), 613-621).
(Curr. Top. Microbiol Flavell a spol. (Curr(Curr. Top. Microbiol Flavell et al. (Curr
Přednostně se pro snížení aktivity isoamylasy podle tohoto vynálezu používá snížení počtu kódujících transkriptů v rostlinných buňkách, například expresí antisense-RNA.Preferably, the reduction of the number of coding transcripts in plant cells, for example by expression of antisense RNA, is used to reduce the isoamylase activity of the present invention.
Přitom je možno použít molekulu DNA, která obsahuje úplnou sekvenci kódující protein podle tohoto vynálezu včetně případně přítomných stínících sekvencí, a rovněž DNA-molekuly obsahující pouze části kódující sekvence, přičemž tyto části musí být dostatečně dlouhé k tomu, aby v buňkách vyvolaly antisense-efekt. Obecně se mohou používat sekvence o minimální délce 15 bp, výhodněně o délce 100 až 500 bp, pro účinnou antisense-inhibici zejména sekvence o délce nad 500 bp. Zpravidla se používají DNA-molekuly, které jsou kratší než 5000 bp, výhodně sekvence, které jsou kratší než 2500 bp.It is possible to use a DNA molecule which contains the complete sequence encoding the protein according to the invention including any shielding sequences present, as well as DNA molecules containing only parts of the coding sequence, these parts having to be long enough to induce an antisense effect in cells. In general, sequences of at least 15 bp in length can be used, preferably 100 to 500 bp in length, for effective antisense inhibition in particular sequences of over 500 bp in length. As a rule, DNA molecules which are shorter than 5000 bp, preferably sequences which are shorter than 2500 bp, are used.
Je možno používat i DNA-sekvence, které vykazují vysoký stupeň homologie se sekvencemi molekul DNA podle tohoto vynálezu, které však nejsou zcela identické. Minimální homologie by měla být vyšší než cca 65 %. Přednostně se používají sekvence se stupněm homologie mezi 95 a 100 %.It is also possible to use DNA sequences which show a high degree of homology to the sequences of the DNA molecules according to the invention, but which are not completely identical. The minimum homology should be higher than about 65%. Sequences with a degree of homology between 95 and 100% are preferably used.
Předmětem tohoto vynálezu je i postup přípravy modifikovaného škrobu, zahrnující postup extrakce škrobu z buňky nebo z rostliny podle tohoto vynálezu a/nebo ze škrobnatých částí těchto rostlin.The subject of the present invention is also a process for preparing modified starch, comprising a process for extracting starch from a cell or from a plant according to the present invention and/or from starchy parts of these plants.
Předmětem tohoto vynálezu je dále škrob, který je možno získat z buněk, rostlin a rovněž množitelského materiálu nebo jeho částí podle tohoto vynálezu a dále škrob, který je možno získat postupem podle tohoto vynálezu.The subject of the present invention is further starch obtainable from cells, plants and also propagation material or parts thereof according to the present invention and further starch obtainable by the process according to the present invention.
Škroby podle tohoto vynálezu je možno modifikovat postupy, které jsou odborníkům známy, přičemž tyto škroby v modifikované nebo nemodifikované formě jsou vhodné pro různá použití v potravinářské nebo nepotravinářské oblasti.The starches of the present invention can be modified by methods known to those skilled in the art, and these starches, in modified or unmodified form, are suitable for various uses in the food or non-food sector.
Možnosti použití škrobů podle tohoto vynálezu se vThe possibilities of using starches according to this invention are discussed in
podstatě dělí do dvou velkých oblastí. Jedna oblast zahrnuje produkty hydrolýzy škrobu, zejména glukosu a glukanové stavební jednotky, které je možno získat enzymatickými nebo chemickými postupy. Tyto látky slouží jako výchozí suroviny pro další chemické modifikace a procesy, jako je například fermentace. Pro snížení nákladů může mít v tomto případě značný význam jednoduchost a nepříliš nákladné provedení hydrolytického postupu. V současné době se tato hydrolýza provádí převážně enzymaticky s použitím amyloglukosidasy.is essentially divided into two large areas. One area includes the products of starch hydrolysis, especially glucose and glucan building blocks, which can be obtained by enzymatic or chemical processes. These substances serve as starting materials for further chemical modifications and processes, such as fermentation. In this case, the simplicity and inexpensive implementation of the hydrolysis process can be of considerable importance for reducing costs. At present, this hydrolysis is mainly carried out enzymatically using amyloglucosidase.
Lze předpokládat, že úspory nákladů by se mohlo dosáhnout snížením množství použitých enzymů. Určitý vliv by mohla mít i strukturní přeměna škrobu, jako je například snížení stupně rozvětvení nebo změna sférické struktury, která určuje přístupnost molekuly pro použité enzymy.It can be assumed that cost savings could be achieved by reducing the amount of enzymes used. Structural transformation of starch, such as reducing the degree of branching or changing the spherical structure, which determines the accessibility of the molecule for the enzymes used, could also have some influence.
Druhá oblast, v níž by se škroby podle tohoto vynálezu mohly vzhledem k jejich polymemí struktuře používat jako takzvané nativní škroby, se dělí na dvě hlavní oblasti použití:The second area in which the starches according to the invention could be used as so-called native starches due to their polymeric structure is divided into two main areas of application:
1. Potravinářský průmysl1. Food industry
Škrob je klasickou přísadou do řady potravin, v nichž zpravidla plní funkci pojivá pro vodné složky nebo se používá pro zvýšení viskozity nebo způsobuje zvýšenou tvorbu gelu. Důležitými vlastnostmi jsou přitom tekutost a sorpce, teplota botnání a mazovatění, viskozita a zahušfovací schopnost, rozpustnost škrobu, průhlednost a struktura škrobového mazu, stálost vůči působení tepla, střižných sil a kyselin, tendence k retrogradaci, schopnost tvorby filmů, stabilita při zmrazování/rozmrazování, viskozitní stálost v solných roztocích, stravitelnost a rovněž schopnost tvorby • · komplexů například s anorganickými nebo organickými ionty.Starch is a classic ingredient in many foods, where it usually acts as a binder for aqueous components or is used to increase viscosity or cause increased gel formation. Important properties include fluidity and sorption, swelling and greasing temperature, viscosity and thickening ability, starch solubility, transparency and structure of starch grease, stability to heat, shear forces and acids, tendency to retrogradation, film-forming ability, freeze/thaw stability, viscosity stability in salt solutions, digestibility and also the ability to form complexes with, for example, inorganic or organic ions.
2. Nepotravinářský průmysl2. Non-food industry
V této široké oblasti je možno používat škrob jako pomocnou látku při různých výrobních procesech nebo jako přísadu do technických produktů. Škrob jako pomocná látka se používá zejména v papírenském průmyslu a v průmyslu výroby lepenky. Škrob se v této aplikaci používá především pro retardaci (vázání pevných látek) , vázání plnidel a jemných částic, jako ztužovací prostředek a jako prostředek pro odvodňování. Kromě toho se využívají výhodné vlastnosti škrobu pro dosažení tuhosti, tvrdosti, akustických vlastností, požadovaného omaku, lesku, hladkosti, odolnosti proti rozštěpení a rovněž pro dosažení požadovaných vlastností povrchu.In this broad area, starch can be used as an auxiliary in various production processes or as an additive in technical products. Starch as an auxiliary is used mainly in the paper and cardboard industries. In this application, starch is used mainly for retardation (binding of solids), binding of fillers and fine particles, as a stiffening agent and as a dewatering agent. In addition, the advantageous properties of starch are used to achieve stiffness, hardness, acoustic properties, the desired feel, gloss, smoothness, resistance to splitting and also to achieve the desired surface properties.
2.1 Průmysl výroby papíru a lepenky2.1 Paper and cardboard manufacturing industry
Při výrobě papíru se rozlišují čtyři oblasti použití, a to úprava povrchu, natírání, úprava papírenské hmoty a postřik. Požadavky na škrob pro úpravu povrchu jsou zejména vysoký stupeň bělosti, odpovídající viskozita, vysoká viskozitní stálost, dobrá schopnost ke tvorbě filmů a minimální tvorba prachu. Při použití škrobu pro nátěry je důležitý obsah pevných látek, odpovídající viskozita, vysoká vaznost a rovněž vysoká afinita k pigmentům. Při použití škrobu jako přísady do papírenské hmoty se požaduje jeho rychlé, rovnoměrné a bezeztrátové rozptýlení, vysoká mechanická stabilitaIn papermaking, four areas of application are distinguished: surface treatment, coating, stock treatment and spraying. The requirements for starch for surface treatment are in particular a high degree of whiteness, appropriate viscosity, high viscosity stability, good film-forming ability and minimal dust formation. When starch is used for coatings, solids content, appropriate viscosity, high binding and also a high affinity for pigments are important. When starch is used as an additive in stock, its rapid, uniform and loss-free dispersion, high mechanical stability and
• · a úplné zadržení škrobu v proudu papíroviny. Při použití škrobu pro postřikování jsou rovněž důležitými vlastnostmi odpovídající obsah pevných látek, vysoká viskozíta a vysoká vaznost.• · and complete retention of the starch in the stock stream. When using starch for spraying, adequate solids content, high viscosity and high binding are also important properties.
2.2. Průmysl výroby lepidel2.2. Adhesives industry
Průmysl výroby lepidel představuje širokou oblast použití škrobů, kterou je možno rozdělit na čtyři dílčí oblasti: použití jako čisté škrobové lepidlo, použití do škrobových lepidel s přísadou speciálních chemikálií, použití škrobu jako přísady k syntetickým pryskyřicím a k disperzím polymerů a konečně použití škrobů jako nastavovacího prostředku do syntetických lepidel. 90 % lepidel na bázi škrobu se používá při výrobě vlnité lepenky, papírových sáčků, pytlů a kornoutů, pro výrobu spojovacích materiálů pro papír a hliník, pro výrobu kartonáže a jako zvlhčovači lepidlo pro dopisní obálky, známky a podobně.The adhesives industry represents a broad area of application for starches, which can be divided into four sub-areas: use as pure starch adhesive, use in starch adhesives with the addition of special chemicals, use of starch as an additive to synthetic resins and polymer dispersions, and finally use of starches as a setting agent in synthetic adhesives. 90% of starch-based adhesives are used in the production of corrugated cardboard, paper bags, sacks and cones, for the production of bonding materials for paper and aluminum, for the production of cardboard and as a wetting adhesive for envelopes, stamps and the like.
2.3 Textilní průmysl a průmysl pomocných textilních přípravků2.3 Textile industry and textile auxiliary products industry
Velkým odběratelem škrobů je textilní průmysl a průmysl textilních přípravků, kde se škroby používají jako pomocný prostředek a přísada. V rámci textilního průmyslu je možno rozlišit čtyři oblasti použití: použití škrobu jako šlichtovacího prostředku, tedy jako pomocného prostředku pro vyhlazení, zpevnění a zvýšení soudržnosti textilních surovin na ochranu proti působení tahových sil při spřádání a tkaní a rovněž pro zvýšení odolnosti proti oděru při tkaní, použití škrobu jako prostředku pro zušlechťování textilu, • · zejména po úpravách zhoršujících kvalitu jako je bělení, barvení a podobně, škrob se dále používá jako zahušfovací prostředek při výrobě barvicích past pro potlačení difúze barev a konečně se škrob používá jako přísada k prostředkům pro spojování nití.A major consumer of starches is the textile and textile preparation industry, where starches are used as an auxiliary agent and additive. Within the textile industry, four areas of application can be distinguished: the use of starch as a sizing agent, i.e. as an auxiliary agent for smoothing, strengthening and increasing the cohesion of textile raw materials to protect against tensile forces during spinning and weaving and also to increase abrasion resistance during weaving, the use of starch as an agent for refining textiles, • · especially after quality-impairing treatments such as bleaching, dyeing and the like, starch is also used as a thickening agent in the production of dye pastes to suppress the diffusion of dyes and finally starch is used as an additive to agents for joining threads.
2.4 Stavebnictví2.4 Construction
Čtvrtou oblastí použití je používání škrobu jako přísady do stavebnin. Jako příklad je možno uvést sádrokartonové panely, kde škrob přidaný do sádrové kaše působením vody mazovatí, difunduje na povrch sádrové desky a váže karton na tuto desku. Další oblastí použití je přidávání škrobu do omítek a minerálních vláken. Při přepravě betonu se škrobové produkty používají pro zpomalení jeho tvrdnutí.The fourth area of application is the use of starch as an additive to building materials. An example is plasterboard panels, where starch added to the gypsum slurry, under the influence of lubricating water, diffuses to the surface of the gypsum board and binds the cardboard to this board. Another area of application is the addition of starch to plasters and mineral fibers. In the transportation of concrete, starch products are used to slow down its hardening.
2.5 Stabilizace půdy2.5 Soil stabilization
Další oblastí spotřeby škrobu je výroba prostředků pro stabilizaci půdy, které se používají při pohybech půdy pro dočasnou ochranu částic půdy proti vodě. Kombinované produkty skládající se ze škrobu a emulzí polymerů jsou podle současných znalostí ve svých účincích pro snižování eroze a tvorby krusty srovnatelné s dosud používanými výrobky, jsou však podstatně levněj ší.Another area of starch consumption is the production of soil stabilizers, which are used during soil movements to temporarily protect soil particles from water. According to current knowledge, combined products consisting of starch and polymer emulsions are comparable in their effects on reducing erosion and crust formation to those used to date, but are considerably cheaper.
2.6 Použití v prostředcích pro ochranu rostlin a v hnoj ivech2.6 Use in plant protection products and fertilizers
V této oblasti se škrob používá do prostředků pro ochranu rostlin pro změnu jejich specifických vlast25 ností. Škroby se používají pro zlepšené smáčení prostředků pro ochranu rostlin a hnojiv, pro postupné uvolňování účinných látek, pro přeměnu kapalných, těkavých a/nebo zapáchajících látek na mikrokrystalické, stabilní a tvarovatelné látky, pro míšení nekompatibilních sloučenin a pro prodloužení doby účinnosti zpomalením rozkladu.In this area, starch is used in plant protection products to modify their specific properties. Starches are used for improved wetting of plant protection products and fertilizers, for the gradual release of active ingredients, for the conversion of liquid, volatile and/or odorous substances into microcrystalline, stable and moldable substances, for the mixing of incompatible compounds and for the extension of the period of effectiveness by slowing down decomposition.
2.7 Farmaceutický, zdravotnický a kosmetický průmysl2.7 Pharmaceutical, healthcare and cosmetic industries
Další oblastí používání škrobu je farmaceutický, zdravotnický a kosmetický průmysl. Ve farmaceutickém průmyslu se škrob používá jako pojivo pro tablety nebo pro zřeďování pojiv v kapslích. Dále se škrob používá jako prostředek pro rychlý rozpad tablet, kde tablety po spolknutí absorbují tekutinu a po krátké době zbotnaji, přičemž uvolňují účinnou látku. Lékařské zásypy a pudry na zasypávání ran obsahují jako základní látku škrob. V oblasti kosmetiky se škroby používají například do pudrů jako nosiče přísad, jako jsou vonné látky a salicylová kyselina. Poměrně značná množství škrobů se používají do zubních past.Another area of application of starch is the pharmaceutical, medical and cosmetic industries. In the pharmaceutical industry, starch is used as a binder for tablets or for diluting binders in capsules. In addition, starch is used as a means for rapid disintegration of tablets, where the tablets absorb liquid after swallowing and swell after a short time, releasing the active substance. Medical powders and powders for covering wounds contain starch as a basic substance. In the cosmetics sector, starches are used, for example, in powders as carriers for ingredients such as fragrances and salicylic acid. Relatively significant amounts of starches are used in toothpastes.
2.8 Přidávání škrobů do uhlí a briket2.8 Adding starches to coal and briquettes
Škroby se přidávají i do uhlí a briket. Uhlí po přídavku škrobu lépe aglomeruje respektive briketuje, což brání předčasnénmu rozpadu briket. Do grilovacího uhlí se přidává 4 až 6 % škrobu, do palivového uhlí 0,1 až 0,5 % škrobu. Škroby jako pojivo do uhlí nabývají stále většího významu, poněvadž přídavek škrobu do uhlí a briket může značně snížit emise škodlivých látek.Starches are also added to coal and briquettes. Coal agglomerates or briquettes better after the addition of starch, which prevents premature disintegration of briquettes. 4 to 6% starch is added to barbecue coal, 0.1 to 0.5% starch to fuel coal. Starches are becoming increasingly important as a binder for coal, because the addition of starch to coal and briquettes can significantly reduce emissions of harmful substances.
2.9 Úprava rudných a uhelných kalů2.9 Treatment of ore and coal sludges
Škroby je možno používat i pro úpravu rudných a uhelných kalů jako flokulační prostředek.Starches can also be used for the treatment of ore and coal sludges as a flocculating agent.
2.10 Pomocné prostředky ve slévárenství2.10 Foundry aids
Další oblastí je použití škrobu jako přísady do pomocných slévárenských prostředků. Při různých postupech odlévání jsou zapotřebí jádra, která se vyrábějí z písků s přísadou pojivá. Jako pojivo se v současné době používá převážně bentonit, ke kterému se přidávají modifikované škroby, zejména botnavé škroby. Přídavek škrobu se používá pro zvýšení pevnosti při toku a pro zlepšení vaznosti. Kromě toho mohou botnavé škroby splňovat další technické požadavky, jako je dispergovatelnost ve studené vodě, snadná rehydratace, dobrá mísitelnost s pískem a vysoká schopnost vázat vodu.Another area is the use of starch as an additive in foundry auxiliaries. Various casting processes require cores that are made from sands with a binder. The binder currently used is mainly bentonite, to which modified starches, especially swelling starches, are added. The addition of starch is used to increase the flow strength and to improve the binding capacity. In addition, swelling starches can meet other technical requirements, such as dispersibility in cold water, easy rehydration, good miscibility with sand and high water binding capacity.
2.11 Použití v gumárenském průmyslu2.11 Use in the rubber industry
V gumárenském průmyslu se může škrob používat pro zlepšení technické a optické kvality výrobků. Používá se pro zlepšení lesku povrchu, pro zlepšení omaku a vzhledu, přičemž se před vulkanizací za studená popráší škrobem lepivé pogumované plochy. Škrob se rovněž používá i pro zlepšení potiskovatelnosti pryžových výrobků.In the rubber industry, starch can be used to improve the technical and optical quality of products. It is used to improve surface gloss, feel and appearance by dusting sticky rubberized surfaces with starch before cold vulcanization. Starch is also used to improve the printability of rubber products.
2.12 Výroba náhražek kůže2.12 Production of leather substitutes
Další oblastí uplatnění modifikovaných škrobů je ·*·· ···· · · · • · · · · · · • « · · · · · · · • · « · · · · výroba náhražek kůže.Another area of application of modified starches is the production of leather substitutes.
2.13 Škroby v syntetických polymerech2.13 Starches in synthetic polymers
V oblasti plastů se škroby používají k následujícím účelům: přídavek škrobových produktů při zpracování (škrob funguje pouze jako plnidlo, mezi syntetickým polymerem a škrobem nevzniká přímá vazba) nebo alternativně k vázání škrobových produktů při výrobě polymerů (škrob a polymer vytvářejí pevnou vazbu).In the plastics sector, starches are used for the following purposes: addition of starch products during processing (starch acts only as a filler, no direct bond is formed between the synthetic polymer and starch) or alternatively for binding starch products during polymer production (starch and polymer form a strong bond).
Používání škrobu jako pouhého plnidla není v porovnání s jinými látkami, jako je například mastek, perspektivní. Situace se však mění, jestliže se uplatní specifické vlastnosti škrobu a dojde k podstatné změně vlastností konečného produktu. Jako příklad je možno uvést použití škrobových produktů při zpracování termoplastů, jako je polyethylen. Přitom se škrob a syntetický polymer zpracují koexpresí v poměru 1 : 1 na takzvaný master batch (předsměs), z něhož se s granulovaným polyethylenem za použití běžných technologických postupů vyrábějí různé produkty. Navázání škrobu v polyethylenových fóliích může zvýšit látkovou propustnost fóliových dutých těles, zlepšit propustnost pro vodní páru, zlepšit antistatické vlastnosti a rovněž zlepšit potiskovatelnost barvami ředitelnými vodou.The use of starch as a mere filler is not promising compared to other substances such as talc. However, the situation changes if the specific properties of starch are used and the properties of the final product are significantly changed. An example is the use of starch products in the processing of thermoplastics such as polyethylene. In this case, starch and synthetic polymer are processed by co-expression in a ratio of 1:1 to a so-called master batch, from which various products are produced with granulated polyethylene using conventional technological processes. The binding of starch in polyethylene films can increase the material permeability of the film hollow bodies, improve the water vapor permeability, improve the antistatic properties and also improve the printability with water-soluble inks.
Další možností je použití škrobu do polyurethanových pěn. Úpravou škrobových derivátů a rovněž optimalizací technologických parametrů je možno cíleně řídit reakci mezi syntetickými polymery a hydroxylovými skupinami škrobu. Výsledkem jsou polyurethanové fólie kterým použití škrobu dodává následující vlastnosti: snížení koeficientu tepelné ♦ · φ · · · · «φφφ · φ · · · • φφφφ · φ φ φ φ · · ······« φφ ··· · · roztažnosti, snížení srážlivosti, zlepšení vlastností při působení tlaku/tahu, vzrůst propustnosti pro vodní páru bez změny schopnosti přijímat vodu, snížení zápalnosti a možnosti roztržení, nedochází k odkapávání hořících dílů, absence halogenů a zpomalené stárnutí. Nevýhodami, které se v současné době projevují, jsou snížená pevnost v tlaku a snížená rázová odolnost.Another option is the use of starch in polyurethane foams. By modifying starch derivatives and also optimizing technological parameters, it is possible to specifically control the reaction between synthetic polymers and hydroxyl groups of starch. The result is polyurethane films to which the use of starch gives the following properties: reduction of the coefficient of thermal expansion, reduction of shrinkage, improvement of properties under pressure/tension, increase of water vapor permeability without changing the ability to absorb water, reduction of flammability and possibility of tearing, no dripping of burning parts, absence of halogens and delayed aging. The disadvantages that are currently apparent are reduced compressive strength and reduced impact resistance.
Vývoj výrobků se však neomezil pouze na fólie.However, product development was not limited to foils.
V současné době se vyrábějí i masivní výrobky, jako jsou například hrnky, talíře a misky, obsahující i více než 50 % škrobu. Směsi škrobu a polymerů jsou hodnoceny velice příznivě i z ekologického hlediska, poněvadž mají podstatně vyšší biologickou odbouratelnost.Nowadays, even solid products, such as cups, plates and bowls, containing more than 50% starch are produced. Starch and polymer mixtures are also considered very favorable from an ecological point of view, since they have significantly higher biodegradability.
Mimořádný význam získaly roubované škrobové polymery vzhledem k jejich extrémní schopnosti vázat vodu. Jde o produkty jejichž hlavní řetězec tvoří škrob a na tento řetězec jsou podle principu radikálového mechanismu roubovány postranní vedlejší řetězce syntetického monomeru. Roubované škrobové polymery, které jsou v současné době k dispozici, se vyznačují zlepšenou schopností vázat a zadržovat vodu, a to až do množství 1000 g vody na 1 g škrobu při vysoké viskozitě. Oblasti použití těchto superabsorpčních látek se v posledních letech velmi rozšířily a tyto látky se uplatňují v oblasti hygieny jako pleny a podložky a rovněž v zemědělství, jako např. pro potahování osiva.Grafted starch polymers have gained special importance due to their extreme water-binding capacity. These are products whose main chain is starch and to this chain are grafted side chains of a synthetic monomer according to the principle of the radical mechanism. Grafted starch polymers that are currently available are characterized by an improved ability to bind and retain water, up to 1000 g of water per 1 g of starch at high viscosity. The areas of application of these superabsorbent substances have expanded greatly in recent years and these substances are used in the field of hygiene such as diapers and pads and also in agriculture, such as for seed coating.
Pro použití nových genově-technicky přeměněných škrobů jsou rozhodující jednak jejich struktura, obsah vlhkosti, obsah proteinů, obsah lipidů, obsah vlákniny, obsah popela/ fosfátů, poměr amylosa/amylopektin, rozložení molekulárních hmotností, stupeň rozvětvení, velikost zrn a jejich tvar a krystalinita, a jednak vlastnosti, z nichž vyplývají následující charakteristiky: chování při toku a sorpční vlastnosti, teplota mazovatění, viskozita, stálost viskozity v solných roztocích, zahušťovací schopnost, rozpustnost, struktura a transparence škrobového mazu, odolnost vůči teplu, střižným silám a kyselinám, tendence k retrogradaci, tvorba gelů, stabilita při zmrazování/rozmrazování, schopnost tvořit komplexy, vázání jodu, tvorba filmů, pevnost lepeného spoje, stálost vůči enzymům, stravitelnost a reaktivita.The use of new genetically modified starches is determined by their structure, moisture content, protein content, lipid content, fiber content, ash/phosphate content, amylose/amylopectin ratio, molecular weight distribution, degree of branching, grain size and their shape and crystallinity, and by the properties that result in the following characteristics: flow behavior and sorption properties, greasing temperature, viscosity, viscosity stability in salt solutions, thickening ability, solubility, structure and transparency of starch grease, resistance to heat, shear forces and acids, tendency to retrogradation, gel formation, freeze/thaw stability, complex formation ability, iodine binding, film formation, adhesive bond strength, enzyme stability, digestibility and reactivity.
U modifikovaných škrobů, získaných z příslušných rostlin pomocí genově-technických postupů může dojít k takové změně jejich vlastností, že další modifikace pomocí chemických nebo fyzikálních postupů již není nutná. Jinak je možno škroby pozměněné genově-technickými postupy dále modifikovat chemickými postupy, takže se dosáhne dalšího zlepšení kvality pro výšeuvedené účely použití. Tyto chemické úpravy jsou v zásadě známy. Přitom se používají zejména úpravy působením tepla, působením organických nebo anorganických kyselin, oxidace a reesterifikace, přičemž vznikají například fosfáty, nitráty, sulfáty, xantháty, acetáty nebo citráty škrobu. Dále je možno pro přípravu etherů škrobu použít jednofunkční nebo vícefunkční alkoholy za přítomnosti silných kyselin, přičemž vznikají alkylethery, O-allylethery, hydroxyalkylethery, O-karboxymethyl-ethery škrobu, škrobové ethery obsahující dusík, škrobové ethery obsahující fosfor, škrobové ethery obsahující síru, zesíťované škroby nebo roubované škrobové polymery.Modified starches obtained from the respective plants by means of genetic engineering processes can have their properties changed to such an extent that further modification by means of chemical or physical processes is no longer necessary. Alternatively, starches modified by genetic engineering processes can be further modified by chemical processes, so that further quality improvements are achieved for the above-mentioned purposes of use. These chemical treatments are known in principle. In particular, treatments using heat, organic or inorganic acids, oxidation and reesterification are used, whereby, for example, phosphates, nitrates, sulfates, xanthates, acetates or citrates of starch are formed. Furthermore, monofunctional or polyfunctional alcohols can be used in the presence of strong acids for the preparation of starch ethers, whereby alkyl ethers, O-allyl ethers, hydroxyalkyl ethers, O-carboxymethyl starch ethers, nitrogen-containing starch ethers, phosphorus-containing starch ethers, sulfur-containing starch ethers, cross-linked starches or grafted starch polymers are formed.
Výhodným použitím škrobů podle tohoto vynálezu je jednak výroba obalových materiálů a výrobků pro jedno použití a jednak použití těchto škrobů jako potravin a potráví30 • · ·· · * · ·· • · · · ··· · · · • 9 9 9 9 · · • · · · · 9 9 9 9A preferred use of the starches according to the present invention is both the production of packaging materials and disposable products and the use of these starches as food and feed additives.
9 9 9 9 · · ·»····· · · · · · · · · nářských polotovarů.9 9 9 9 · · ·»····· ·
Pro expresi molekul nukleových kyselin podle tohoto vynálezu v sense- nebo antisense-orientaci v rostlinných buňkách se tyto molekuly spojí s regulačními DNA-prvky, které potom uskutečňují transkripci v rostlinných buňkách.To express the nucleic acid molecules of the invention in sense or antisense orientation in plant cells, these molecules are linked to regulatory DNA elements, which then effect transcription in the plant cells.
K tomu se ještě přiřazují zejména promotory, enhancery a terminátory. Všeobecně se exprese může účastnit kterýkoli aktivní promotor v rostlinné buňce.In addition, promoters, enhancers and terminators are also associated with this. In general, any active promoter in a plant cell can participate in expression.
Tento promotor je přitom možno volit tak, aby exprese probíhala konstitutivně, nebo pouze v určité tkáni, v určitém časovém období vývoje rostliny nebo v určitém okamžiku, stanoveném vnějšími vlivy. Ve vztahu k rostlině může být tento promotor homologický nebo heterologický. Vhodnými promotory pro konstitutivní expresi jsou například promotor 35S RNA viru květákové mozaiky a ubiquitinový promotor z kukuřice, pro expresi specifickou pro hlízy je vhodný patatinový promotor B33 (Rocha-Sosa a spol., EMBO J. 8 (1989), 23 - 29), jako promotor zajišťující expresi pouze ve fotosynteticky aktivních tkáních je vhodný například promotor ST-LS1 (Stockhaus a spol., Proč. Nati. Acad. Sci. USA 84 (1987), 7943 - 7947; Stockhaus a spol., EMBO J. 8 (1989), 2445 - 2451), pro endosperm-specifickou expresi je možno použít HMG-promotor z pšenice, USP-promotor, faseolinpromotor nebo promotory ze zeinových genů kukuřice.This promoter can be chosen so that expression occurs constitutively, or only in a certain tissue, at a certain time period of plant development or at a certain moment determined by external influences. In relation to the plant, this promoter can be homologous or heterologous. Suitable promoters for constitutive expression are, for example, the 35S RNA promoter of cauliflower mosaic virus and the ubiquitin promoter from maize; for tuber-specific expression, the patatin promoter B33 is suitable (Rocha-Sosa et al., EMBO J. 8 (1989), 23-29); for example, the ST-LS1 promoter is suitable as a promoter ensuring expression only in photosynthetically active tissues (Stockhaus et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84 (1987), 7943-7947; Stockhaus et al., EMBO J. 8 (1989), 2445-2451); for endosperm-specific expression, the HMG promoter from wheat, the USP promoter, the phaseolin promoter or promoters from the zein genes of maize can be used.
Dále může být k dispozici terminační sekvence, která zajišťuje správné ukončení transkripce a zajišťuje rovněž adici poly-A-konce na transkript, kterému je připisována funkce při stabilizaci transkriptů. Tyto prvky jsou v literatuře popsány (viz např. Gielen a spol., EMBO J. 8 (1989) a jsou libovolně zaměnitelné.Furthermore, a termination sequence may be present, which ensures the correct termination of transcription and also ensures the addition of a poly-A-terminus to the transcript, which is attributed to a function in stabilizing transcripts. These elements are described in the literature (see e.g. Gielen et al., EMBO J. 8 (1989) and are arbitrarily interchangeable.
• · ··· · · ·• · ··· · · ·
Tento předkládaný vynález poskytuje molekuly nukleových kyselin, které kódují protein s funkcí isoamylasy z pšenice. Molekuly nukleových kyselin podle tohoto vynálezu umožňují přípravu tohoto enzymu, který se funkčně účastní biosyntézy škrobu a který umožňuje získávání genově-technicky změněných rostlin, v nichž je aktivita tohoto enzymu změněna a umožňuje tak v takto modifikovaných rostlinách provádět syntézu škrobu se změněnou strukturou a se změněnými fyzikálně-chemickými vlastnostmi.The present invention provides nucleic acid molecules that encode a protein with the function of wheat isoamylase. The nucleic acid molecules of the present invention allow the preparation of this enzyme, which is functionally involved in starch biosynthesis, and which allow the production of genetically modified plants in which the activity of this enzyme is altered, thus allowing the synthesis of starch with an altered structure and with altered physicochemical properties in such modified plants.
Molekuly nukleových kyselin podle tohoto vynálezu mohou být principiálně používány i k získávání rostlin, v nichž je aktivita isoamylasy podle tohoto vynálezu zvýšena nebo snížena a současně v nichž je aktivita jiných enzymů, které se podílejí na syntéze škrobu, změněna. Tato změna aktivity isoamylasy v rostlinách vede k syntéze škrobu s pozměněnou strukturou. Dále mohou být vnášeny molekuly nukleových kyselin, které kódují isoamylasu, nebo odpovídající anti-sense konstrukty do rostlinných buněk, v nichž j iž byla syntéza endogenních škrobových synthas nebo enzymů ovlivňuijících rozvětvování řetězce inhibována (jako například ve VO 92/14827 nebo Shannon a Garwood, 1984, v publikaci Vhistler, BeMiller a Paschall, Starch: Chemistry and Technology, Academie Press, Londýn, 2. vyd.: 25 - 86).The nucleic acid molecules of the invention can in principle also be used to obtain plants in which the activity of the isoamylase of the invention is increased or decreased and at the same time in which the activity of other enzymes involved in starch synthesis is altered. This change in the activity of the isoamylase in plants leads to the synthesis of starch with an altered structure. Furthermore, nucleic acid molecules encoding the isoamylase or corresponding anti-sense constructs can be introduced into plant cells in which the synthesis of endogenous starch synthases or enzymes affecting chain branching has already been inhibited (as, for example, in WO 92/14827 or Shannon and Garwood, 1984, in Whistler, BeMiller and Paschall, Starch: Chemistry and Technology, Academic Press, London, 2nd ed.: 25-86).
Jestliže se má dosáhnout v transformovaných rostlinách inhibice více enzymů podílejících se na biosyntéze, je možno použít pro transformaci DNA-molekuly, které současně obsahují více oblastí kódujících odpovídající enzymy v antisense-orientaci za kontroly vhodného promotoru. Přitom může být alternativně buď každá sekvence kontrolována jedním vlastním promotorem, nebo mohou být sekvence transkribovány • · tf· tftf tf tftf ·>·« tftftftf tf·· tf · · · · tftf • · tftftf · » tftftf···· ·· »·· tftf tf jako fúze jedním společným promotorem nebo mohou být všechny sekvence kontrolovány jedním společným promotorem. Zpravidla se preferuje tato poslední alternativa, poněvadž v tomto případě je syntéza příslušných proteinů inhibována přibližně ve stejné míře. Pro délku jednotlivých kódujících oblastí využívanou v získaném konstruktu platí to, co bylo již dříve uvedeno při přípravě antisense-konstruktů. Horní hranice počtu antisense-transkribovaných fragmentů v promotoru jedné DNA molekuly principiálně neexistuje. Vznikající transkript by však neměl být delší než 10 kb, preferovaně by neměl překročit délku 5 kb.If the inhibition of several enzymes involved in biosynthesis is to be achieved in transformed plants, DNA molecules can be used for transformation which simultaneously contain several regions coding for the corresponding enzymes in antisense orientation under the control of a suitable promoter. Alternatively, either each sequence can be controlled by its own promoter, or the sequences can be transcribed as a fusion by a common promoter, or all sequences can be controlled by a common promoter. As a rule, the latter alternative is preferred, since in this case the synthesis of the relevant proteins is inhibited to approximately the same extent. The length of the individual coding regions used in the resulting construct is the same as that previously mentioned for the preparation of antisense constructs. There is no upper limit to the number of antisense-transcribed fragments in the promoter of a single DNA molecule. However, the resulting transcript should not be longer than 10 kb, preferably not exceeding 5 kb in length.
Kódující oblasti, které jsou lokalizovány v těchto DNA-molekulách v kombinaci s ostatními kódujícími oblastmi v antisense-orientaci za příslušným promotorem, mohou pocházet z DNA-sekvencí, které kódují následující proteiny: synthasy vázané na škrobové zrno (GBSS I a II) a rozpustné synthasy (SSS I a II), enzymy ovlivňující rozvětvováni (isoamylasy, pullulanasy, R-enzymy, Branching-enzymy, Debranching-enzymy), škrobové fosforylasy a disproporcionační enzymy. Tento výčet je pouze orientační. V rámci těchto kombinací je možno použít i jiné DNA-sekvence.The coding regions that are located in these DNA molecules in combination with other coding regions in the antisense orientation behind the respective promoter may originate from DNA sequences that encode the following proteins: starch grain-bound synthases (GBSS I and II) and soluble synthases (SSS I and II), enzymes affecting branching (isoamylases, pullulanases, R-enzymes, branching enzymes, debranching enzymes), starch phosphorylases and disproportionation enzymes. This list is for guidance only. Other DNA sequences may also be used within these combinations.
Tyto konstrukty umožňují v rostlinných buňkách, které jsou jejich působením transformovány, současně inhibovat syntézu více enzymů.These constructs allow the simultaneous inhibition of the synthesis of multiple enzymes in plant cells transformed by their action.
Dále je možno tyto konstrukty vkládat do rostlinných mutantů, které jsou pro jeden nebo více genů biosyntézy škrobu defektní (Shannon a Garwood, 1984, v publikaci Vhistler, BeMiller a Paschall, Starch: Chemistry and Technology, Academie Press, Londýn, 2. vyd.: 25 - 86). Tyto defekty se mohu týkat následujících enzymů: synthasy vázané » · f ·Furthermore, these constructs can be inserted into plant mutants that are defective for one or more of the starch biosynthesis genes (Shannon and Garwood, 1984, in Whistler, BeMiller and Paschall, Starch: Chemistry and Technology, Academic Press, London, 2nd ed.: 25-86). These defects may involve the following enzymes: synthases linked to » · f ·
na škrobové zrno (GBSS I a II) a rozpustné synthasy (SSS I a II), enzymy ovlivňující rozvětvování (BE I a II), Debranching-enzymy (R-enzymy), disproporcionační enzymy a škrobové fosforylasy. Tento výčet je pouze orientační.for starch grain (GBSS I and II) and soluble synthases (SSS I and II), enzymes affecting branching (BE I and II), Debranching enzymes (R-enzymes), disproportionation enzymes and starch phosphorylases. This list is only indicative.
Pomocí tohoto postupu je dále možno v rostlinných buňkách transformovaných tímto způsobem současně inhibovat syntézu několika enzymů.Using this procedure, it is also possible to simultaneously inhibit the synthesis of several enzymes in plant cells transformed in this way.
Pro zavedení cizích genů do vyšších rostlin je k dispozici velký počet klonovacích vektorů, které obsahují replikační signál pro E. coli a markerový gen pro selekci transformovaných bakteriálních buněk. Jako příklady těchto vektorů je možno uvést pBR322, pUC-serie, M13mp-serie, pACYC184 a další.A large number of cloning vectors are available for introducing foreign genes into higher plants, which contain a replication signal for E. coli and a marker gene for selection of transformed bacterial cells. Examples of these vectors include pBR322, pUC-series, M13mp-series, pACYC184 and others.
Požadovanou sekvenci je možno zavést do vektoru v příslušném restrikčním štěpném místě. Získaný plasmid se použije pro transformaci buněk E.coli. Transformované buňky E.coli se kultivují ve vhodném mediu, nakonec se provede jejich izolace a lýza. Plasmid se regeneruje. Jako analytické metody pro charakterizaci získané plasmid-DNA se obecně používá restrikční analýza, gelová elektroforéza a další biochemické a molekulárně-biologické metody. Po každé manipulaci je možno plasmid-DNA rozštěpit a získané DNAfragmenty vázat na jiné DNA-sekvence. Každou sekvenci plasmid-DNA je možno klonovat ve stejném plasmidu nebo v jiných plasmidech.The desired sequence can be introduced into the vector at the appropriate restriction site. The obtained plasmid is used to transform E.coli cells. The transformed E.coli cells are cultured in a suitable medium, and finally their isolation and lysis are performed. The plasmid is regenerated. Restriction analysis, gel electrophoresis and other biochemical and molecular biological methods are generally used as analytical methods for characterizing the obtained plasmid DNA. After each manipulation, the plasmid DNA can be cleaved and the obtained DNA fragments can be bound to other DNA sequences. Each plasmid DNA sequence can be cloned in the same plasmid or in other plasmids.
Pro zavedení DNA do rostlinné hostitelské buňky existuje řada postupů. K těmto postupům patří transformace rostlinných buněk s T-DNA s použitím Agrobacterium tumefaciens nebo Agrobacterium rhizogenes jako transformačním pro- 34 středkem, fúze protoplastů, injekce, elektroporace DNA, vkládání DNA pomocí biolistické metody a další možnosti.There are a number of methods for introducing DNA into a plant host cell. These methods include transformation of plant cells with T-DNA using Agrobacterium tumefaciens or Agrobacterium rhizogenes as the transformation agent, protoplast fusion, injection, DNA electroporation, DNA insertion using the biolistic method, and other options.
Při injikaci a elektroporaci DNA do rostlinných buněk nejsou na použité plasmidy kladeny žádné speciální požadavky. Je možno použít jednoduché plasmidy jako například pUC-deriváty. Jestliže se však má z takto transformovaných buněk regenerovat celá rostlina, je zpravidla nutná přítomnost příslušného markerového genu.When injecting and electroporating DNA into plant cells, there are no special requirements for the plasmids used. Simple plasmids such as pUC derivatives can be used. However, if a whole plant is to be regenerated from such transformed cells, the presence of the appropriate marker gene is usually required.
V závislosti na způsobu zavádění požadovaných genů do rostlinné buňky může být zapotřebí použít další DNAsekvence. Jestliže se např. pro transformaci rostlinné buňky používá Ti- nebo Ri-plasmid, musí být alespoň pravé ohraničení, často však pravé i levé ohraničení Ti- a Riplasmidu T-DNA spojeno jako okrajová oblast se zaváděným genem.Depending on the method of introducing the desired genes into the plant cell, additional DNA sequences may need to be used. For example, if a Ti or Ri plasmid is used to transform a plant cell, at least the right border, but often both the right and left borders of the Ti and Ri plasmid T-DNA must be linked as a border region to the gene to be introduced.
Jestliže se pro transformaci používají agrobakterie, musí být zaváděná DNA klonována ve speciálním plasmidu, a to buď v intermediárním vektoru nebo v binárním vektoru. Intermediární vektory je možno na základě sekvencí homologických se sekvencemi v T-DNA integrovat do Ti- nebo Ri-plasmidu agrobakterií pomocí homologické rekombinace. Tento plasmid obsahuje nadto i virovou oblast (vir-Region) potřebnou pro transfer T-DNA. Intermediární vektory není možno replikovat v agrobakteriích. S použitím pomocného plasmidu je možno intermediární vektor přenášet na Agrobacterium tumefaciens (konjugace). Binární vektory je možno replikovat jak v E. coli, tak i v agrobakteriích. Tyto vektory obsahují selekční markerový gen a vazný člen (linker nebo polylinker), které rámují zprava a zleva hraniční oblast T-DNA. Tyto vektory je možno transformovat přímo v agrobakteriích (Holsters a spol.If Agrobacteria are used for transformation, the DNA to be introduced must be cloned in a special plasmid, either in an intermediate vector or in a binary vector. Intermediate vectors can be integrated into the Ti or Ri plasmid of Agrobacteria by homologous recombination, based on sequences homologous to sequences in the T-DNA. This plasmid also contains the viral region (vir-Region) required for the transfer of the T-DNA. Intermediate vectors cannot be replicated in Agrobacteria. Using a helper plasmid, the intermediate vector can be transferred to Agrobacterium tumefaciens (conjugation). Binary vectors can be replicated in both E. coli and Agrobacteria. These vectors contain a selection marker gene and a binding member (linker or polylinker) that frame the T-DNA border region on the right and left. These vectors can be transformed directly in Agrobacteria (Holsters et al.
··
• 9• 9
Mol. Gen. Genet. 163 (1978), 181 - 187). Agrobakterium jako hostitelská buňka by měla obsahovat plasmid nesoucí vir-region. Tento vir-region je nutný pro transfer T-DNA do rostlinné buňky. Mohou být přítomny i další T-DNA. Takto transformované buňky Agrobakterium je možno použít pro transformaci rostlinných buněk.Mol. Gen. Genet. 163 (1978), 181 - 187). The Agrobacterium host cell should contain a plasmid carrying the vir-region. This vir-region is necessary for the transfer of the T-DNA into the plant cell. Other T-DNAs may also be present. Agrobacterium cells transformed in this way can be used for the transformation of plant cells.
Používání T-DNA pro transformaci rostlinných buněk je předmětem intenzivního studia a je zevrubně popsáno v EP 120 516; Hoekema, v publikacích The Binary Plant Vector System, Offsetdrukkerij Kanters B.V, Alblasserdam (1985), kapitola V; Fraley a spol., Crit Rev. Plant. Sci., 4,The use of T-DNA for the transformation of plant cells has been the subject of intensive study and is described in detail in EP 120 516; Hoekema, in The Binary Plant Vector System, Offsetdrukkerij Kanters B.V, Alblasserdam (1985), Chapter V; Fraley et al., Crit Rev. Plant. Sci., 4,
- 46 a An a spol., EMBO J. 4 (1985), 277 - 287.- 46 and An et al., EMBO J. 4 (1985), 277 - 287.
Pro transfer DNA do rostlinné buňky je možno účelně ko-kultivovat rostlinné explantáty s Agrobacterium tumefaciens nebo Agrobacterium rhizogenes. Z infikovaného rostlinného materiálu (například kousky listů, části stonků, kořeny, ale i protoplasty nebo suspenzně kultivované rostlinné buňky) je potom možno ve vhodném mediu, obsahujícím mimo jiné určité cukry, aminokyseliny, antibiotika nebo biocidy pro selekci transformovaných buněk, regenerovat opět celé rostliny. V takto získaných rostlinách je potom možno sledovat přítomnost zavedené DNA. Jsou známy i jiné možnosti pro zavedení cizí DNA s použitím biolistického postupu nebo pomocí transformace protoplastů (viz např. Villmitzer, L., 1933 Transgenic plants, v publikaci Biotechnology, A MultiVolume Comprehensive Treatise (edit. H.J. Rehm, G.Reed, A.Puhler, P.Stadler), díl 2, 627 - 659, VCH Veinheim-New York-Basel-Cambridge).For the transfer of DNA into a plant cell, it is possible to co-cultivate plant explants with Agrobacterium tumefaciens or Agrobacterium rhizogenes. From infected plant material (for example, pieces of leaves, parts of stems, roots, but also protoplasts or suspension-cultured plant cells), it is then possible to regenerate whole plants again in a suitable medium containing, among other things, certain sugars, amino acids, antibiotics or biocides for the selection of transformed cells. The presence of the introduced DNA can then be monitored in the plants obtained in this way. Other possibilities for the introduction of foreign DNA using a biolistic procedure or by means of protoplast transformation are also known (see e.g. Villmitzer, L., 1933 Transgenic plants, in the publication Biotechnology, A MultiVolume Comprehensive Treatise (edit. H.J. Rehm, G.Reed, A.Puhler, P.Stadler), vol. 2, 627 - 659, VCH Veinheim-New York-Basel-Cambridge).
Zatímco transformace dikotylních rostlin prostřednictvím Ti-plasmidových vektorových systémů pomocí Agrobac• * terium je známa dostatečně, ukazují novější práce, že transformaci pomocí vektorů, vycházejících z Agrobacterium je možno provádět i u monokotylních rostlin (Chán a spol., Plant Mol. Biol. 22 (1993), 491 - 506; Hiei a spol., Plant J. 6 (1994), 271 - 282).While the transformation of dicotyledonous plants by means of Ti-plasmid vector systems using Agrobacterium is well known, recent work shows that transformation using vectors derived from Agrobacterium can also be performed in monocotyledonous plants (Chán et al., Plant Mol. Biol. 22 (1993), 491-506; Hiei et al., Plant J. 6 (1994), 271-282).
Alternativními postupy k transformaci monokotylních rostlin jsou použití biolistických postupů, transformace protoplastů nebo fyzikálně nebo chemicky indukované vložení DNA do protoplastů, například pomocí elektroporace částečně permeabilizovaných buněk, transfer DNA pomocí skleněných vláken, makroinjekce DNA do květenství, mikroinjekce DNA do mikrospor nebo pro-embryonů, vkládání DNA pomocí klíčícího pylu a vkládání DNA do embryonů botnáním (Přehled: Potrykus, Physiol. Plant (1990), 269 - 273).Alternative methods for transforming monocot plants include the use of biolistic methods, protoplast transformation, or physically or chemically induced DNA insertion into protoplasts, for example by electroporation of partially permeabilized cells, DNA transfer using glass fibers, macroinjection of DNA into inflorescences, microinjection of DNA into microspores or pro-embryos, DNA insertion using germinating pollen, and DNA insertion into embryos by swelling (Review: Potrykus, Physiol. Plant (1990), 269-273).
Tři z výše uvedených transformačních systémů byly již dříve používány pro různé druhy obilí: elektroporace tkáně, transformace protoplastů a DNA-transfer vstřelováním částic do regenerovatelné tkáně a buněk (Přehled: Jáhne a spol., Euphytica 85 (1995), 25 - 44).Three of the above transformation systems have been previously used for various cereal species: tissue electroporation, protoplast transformation and DNA-transfer by particle bombardment into regenerable tissue and cells (Review: Jáhne et al., Euphytica 85 (1995), 25-44).
Transformace pšenice byla popsána v řadě prací (Přehled: Maheswari a spol., Critical Rewievs in Plant Science 14 (2) (1995), 149 až 178). Hess a spol. (Plant Sci. 72 (1990), 233) použili postup makroinjekce, aby dostali do bezprostřední vzájemné blízkosti pyl a agrobakterie. Mobilizace plasmidu obsahujícího nptll gen jako volitelný markér byla prokázána pomocí Southern-Blot-analýzy a NPTII testem. Tyto transformanty vykazovaly normální fenotyp a byly fertilní. Ve dvou po sobě jdoucích generacích bylo možno prokázat resistenci vůči kanamycinu.Transformation of wheat has been described in a number of papers (Review: Maheswari et al., Critical Reviews in Plant Science 14 (2) (1995), 149-178). Hess et al. (Plant Sci. 72 (1990), 233) used a macroinjection procedure to bring pollen and Agrobacterium into close proximity. Mobilization of a plasmid containing the nptll gene as a selectable marker was demonstrated by Southern blot analysis and the NPTII assay. These transformants showed a normal phenotype and were fertile. Resistance to kanamycin could be demonstrated in two successive generations.
První transgenní fertilní rostlinu pšenice, kterou bylo možno regenerovat po vstřelování DNA, vázané na mikroprojektily popsali Vasil a spol. (Bio/Technology 10 (1992), 667 - 674). Cílovou tkání pro vstřelování byla embryogenní kultura kaliu (kallus typ C). Jako selekční markér byl použit čistý gen (bar Gen) kódující fosfinothricin-acetyltransferasu, který zajišťoval resistenci proti herbicidu Phosphinothricin. Další systém popsali Veeks a spol. (Plant Physiol. 102 (1993), 1077 - 1084) a Becker a spol. (Plant J. 5(2) (1994), 299 - 307). V tomto případě byl cílovou tkání pro DNA-transformaci štítek (skutellum) nezralých embryonů, které byly v počáteční in vitro-fázi stimulovány k indukci somatických embryonů. Účinnost této transformace byla u systému, který vyvinuli Becker a spol. (citace viz dříve), s 1 transgenní rostlinou na 83 embryonů druhu Florida podstatně vyšší než u systému který vypracovali Veeks a spol. s 1 až 2 transgenními rostlinami na 1000 embryonů druhu Bohwhite.The first transgenic fertile wheat plant that could be regenerated after injection of DNA bound to microprojectiles was described by Vasil et al. (Bio/Technology 10 (1992), 667-674). The target tissue for injection was an embryogenic culture of potassium (callus type C). A pure gene (bar Gen) encoding phosphinothricin-acetyltransferase, which provided resistance to the herbicide Phosphinothricin, was used as a selection marker. Another system was described by Veeks et al. (Plant Physiol. 102 (1993), 1077-1084) and Becker et al. (Plant J. 5(2) (1994), 299-307). In this case, the target tissue for DNA transformation was the scutellum of immature embryos that were stimulated in the initial in vitro phase to induce somatic embryos. The efficiency of this transformation was significantly higher in the system developed by Becker et al. (see previous citation), with 1 transgenic plant per 83 embryos of the Florida species, than in the system developed by Veeks et al. with 1 to 2 transgenic plants per 1000 embryos of the Bohwhite species.
Systém který vyvinuli Becker a spol. (citace viz dříve) tvoří základ transformačních pokusů popsaných v příkladech provedení.The system developed by Becker et al. (see citation above) forms the basis of the transformation experiments described in the examples.
Jakmile se vložená DNA integruje do genomu, zůstává v něm zpravidla stabilně a zůstává zachována i v potomstvu původních transformovaných buněk. Obsahuje zpravidla jeden z výšeuvedených selekčních markérů který zajišťuje transformovaným rostlinným buňkám například odolnost proti biocidním prostředkům jako je Phosphinothricin nebo proti antibiotikům jako je kanamycin, G418, Bleomycin nebo Hygromycin nebo umožňuje provádět selekci za přítomnosti nebo nepřítomnosti určitých cukrů nebo aminokyselin. Individuálně zvolený markér by měl proto umožňovat selekci transformovaných buněk • · za buňky, kterým vložená DNA chybí.Once the inserted DNA has integrated into the genome, it usually remains stably in it and is also retained in the progeny of the original transformed cells. It usually contains one of the above-mentioned selection markers which provides the transformed plant cells with, for example, resistance to biocides such as Phosphinothricin or to antibiotics such as Kanamycin, G418, Bleomycin or Hygromycin or allows selection in the presence or absence of certain sugars or amino acids. The individually chosen marker should therefore allow selection of transformed cells • · over cells lacking the inserted DNA.
Transformované buňky rostou v rostlině normálním způsobem (viz např. McCormick a spol., Plant Cell Reports 5 (1986), 81 - 84). Výsledné rostliny je možno normálně pěstovat a je možno je křížit s rostlinami, které mají stejné nebo odlišné dědičné vlastnosti. Takto vzniklá hybridní individua mají odpovídající fenotypové vlastnosti. Z rostlinných buněk je možno získat semena. Aby bylo zajištěno, že fenotypová vlastnost zůstala zachována a že je dědičná, je třeba provést pěstování dvou nebo několika generací. Je třeba sklidit i semena, aby bylo zajištěno, že zůstal zachován příslušný fenotyp nebo ostatní charakteristické vlastnosti.The transformed cells grow normally in the plant (see, e.g., McCormick et al., Plant Cell Reports 5 (1986), 81-84). The resulting plants can be grown normally and can be crossed with plants that have the same or different heritable characteristics. The hybrid individuals thus formed have the corresponding phenotypic characteristics. Seeds can be obtained from the plant cells. To ensure that the phenotypic characteristic is maintained and is heritable, it is necessary to grow for two or more generations. The seeds must also be harvested to ensure that the relevant phenotype or other characteristic characteristics are maintained.
Následující příklady ilustrují tento vynález, v žádném případě jej však neomezují.The following examples illustrate the present invention but do not limit it in any way.
Příklady provedení vynálezuExamples of embodiments of the invention
Příklad 1Example 1
Postup klonováníCloning procedure
Pro klonování v E.coli byl použít vektor pBluescript II SK (Stratagene).For cloning in E.coli, the pBluescript II SK vector (Stratagene) was used.
Příklad 2Example 2
Kmeny bakteriíBacteria strains
Pro vektor Bluescript a pro antisense-konstrukty byl • · · * · ·For the Bluescript vector and for the antisense constructs, the • · · * · ·
použit E.coli kmen DH5a (Bethesda Laboratories, Gaithersburg, USA). Pro excisi prováděnou in vivo byl použit E.coli kmen XLl-Blue.E. coli strain DH5a (Bethesda Laboratories, Gaithersburg, USA) was used. For excision performed in vivo, E. coli strain XL1-Blue was used.
Příklad 3Example 3
Transformace nezralých pšeničných embryonůTransformation of immature wheat embryos
Media:Media:
komponenta herbicidu BASTAcomponent of the herbicide BASTA
V uvedených mediích byla hodnota pH nastavena pomocí KOH na 5,6 a media byla ztužena 0,3 % přípravku Gelrite.In the mentioned media, the pH was adjusted to 5.6 with KOH and the media was solidified with 0.3% Gelrite.
Metodu transformace nezralých embryonů z pšenice vyvinuli a optimalizovali Becker a Lórz (D.Becker a H.Lórz,The method of transformation of immature wheat embryos was developed and optimized by Becker and Lórz (D.Becker and H.Lórz,
Plant Tissue Culture Manual (1996), B 12 : 1 až 20).Plant Tissue Culture Manual (1996), B 12 : 1 to 20).
V dále popsaných pokusech byl dodržován protokol, který vypracovali Becker a Lórz (citace viz dříve).In the experiments described below, the protocol developed by Becker and Lórz (see citations earlier) was followed.
« · φ ·« · φ ·
Pro transformaci byly klasy s karyopsy ve stupni vývoje 12 až 14 dnů po antezi sklizeny a povrchově sterilisovány. Izolovaná skutella byla nanesena s osou ebrya, přiřazenou k mediu na indukční medium #30.For transformation, ears with caryopsis at the stage of development 12 to 14 days after anthesis were harvested and surface sterilized. The isolated scutella were plated with the ebrya axis attached to the medium onto induction medium #30.
Po dvou- až čtyřdenní předběžné kultivaci (26 °C, tma) byly explantáty převedeny na medium #39 pro osmotickou předběžnou kultivaci (osmotische Vorkultur) (2 až 4 hodiny, 26 °C, tma).After two to four days of pre-culture (26°C, dark), the explants were transferred to medium #39 for osmotic pre-culture (osmotische Vorkultur) (2 to 4 hours, 26°C, dark).
Pro biolistickou transformaci bylo pro jedno vstřelování použito cca 29 pg částic zlata, na které bylo předtím vysráženo několik pg cílové DNA. Vzhledem k tomu, že při prováděných pokusech šlo o ko-transformanty, byla cílová DNA ke srážení přidávána s cílovým genem a resistentním markerovým genem (bar-Gen) v poměru 1:1.For biolistic transformation, approximately 29 pg of gold particles were used per shot, on which several pg of target DNA had previously been precipitated. Since the experiments involved co-transformants, the target DNA for precipitation was added with the target gene and the resistance marker gene (bar-Gen) in a 1:1 ratio.
Příklad 4Example 4
DIG-značení DNA-fragmentůDIG-labeling of DNA fragments
Značení DNA-fragmentů použitých jako screeningové sondy bylo provedeno pomocí specifické PCR se vkládáním DIG-značeného dUTP (Boehringer Mannheim, Německo).Labeling of DNA fragments used as screening probes was performed using specific PCR with insertion of DIG-labeled dUTP (Boehringer Mannheim, Germany).
Media a roztoky použité v příkladech provedení:Media and solutions used in the examples:
x SSC 175,3 g NaClx SSC 175.3 g NaCl
88,2 g natriumcitrát doplnit do 1000 ml redest. vodou úprava na pH 7,0 roztokem 10 N NaOH88.2 g sodium citrate, make up to 1000 ml with redist. water, adjust to pH 7.0 with 10 N NaOH solution
V DSMZ v Braunschweigu, SRN, bylo provedeno uložení plasmidu pTaSU 8A podle Budapešťské smlouvy pod číslem DSM 12795 a rovněž plasmidu pTaSU 19 pod č. DSM 12796.In the DSMZ in Braunschweig, Germany, the plasmid pTaSU 8A was deposited under the Budapest Treaty under the number DSM 12795 and also the plasmid pTaSU 19 under the number DSM 12796.
Příklad AExample A
Identifikace, izolace a charakterizace cDNA, kódující isoamylasu (sacharidický homolog /sugary H./) z pšenice (Triticum aestivum L. , odrůda Florida)Identification, isolation and characterization of cDNA encoding isoamylase (sugary homolog /sugary H./) from wheat (Triticum aestivum L., variety Florida)
Pro identifikaci cDNA kódující isoformu isoamylasy (sacharidická - sugary) z pšenice byla použita strategie heterologického screeningu. Přitom byla prozkoumána cDNAbanka z pšenice pomocí sacharidícké sondy z kukuřice.A heterologous screening strategy was used to identify the cDNA encoding the isoform of isoamylase (saccharide - sugar) from wheat. A wheat cDNA library was screened using a maize carbohydrate probe.
Izolace této sacharidícké sondy z kukuřičné cDNA banky byla provedena pomocí specifického priméru PCR-amplifikací. Klonování kukuřičné cDNA banky bylo provedeno z póly (A) + RNA ze směsi stejných podílů 13, 17, 19, 20, 22, 25 a 28 dnů (DAP) starých karyopsů ve vektoru Lambda Zap II podle údajů výrobce (Sada /kit/ pro syntézu Lambda ZAP II-cDNA, Stratagene GmbH, Heidelberg, Německo). U všech použitých karyopsů, s výjimkou zrn starých 13 dnů, bylo před izolací RNA odstraněno embryo.Isolation of this carbohydrate probe from the maize cDNA library was performed using a specific primer by PCR-amplification. Cloning of the maize cDNA library was performed from the poly(A) + RNA from a mixture of equal proportions of 13, 17, 19, 20, 22, 25 and 28 day (DAP) old caryopsis in the Lambda Zap II vector according to the manufacturer's instructions (Lambda ZAP II-cDNA synthesis kit, Stratagene GmbH, Heidelberg, Germany). For all caryopsis used, except for the 13-day-old grains, the embryo was removed before RNA isolation.
Amplifikace DNA-fragmentu použitého jako sonda pro zkoumávání pšeničné cDNA-banky bylo provedeno s následujícími priméry:Amplification of the DNA fragment used as a probe for examining the wheat cDNA library was performed with the following primers:
sulp-la: 5’AAAGGCCCAATATTATCCTTTAGG 3’ (Seq.ID No.4) sulp-2 : 5’GCCATTTCAACCGTTCTGAAGTCGGGAAGTC 3’ (Seq.ID No.5)sulp-1a: 5'AAAGGCCCAATATTATCCTTTAGG 3' (Seq.ID No.4) sulp-2 : 5'GCCATTTCAACCGTTCTGAAGTCGGGAAGTC 3' (Seq.ID No.5)
Jako templáty pro PCR-reakci byly použity 2 μΐ ·· *« ·· · *· ···· · · · · · * • · · · · · · « ···« »··· • · · · · · · ······»· ·· ··· *· amplifikované kukuřičné cDNA-banky. Tato PCR-reakční směs obsahovala dále 1,5 - 3 mM MgC^, 20 mM Tris-HCl (pH 8,4) , mM KC1, 0,8 mM dNTP Mix, 1 μΜ primér sulp-la, 1 μΜ primér sulp-2 a 2,5 jedn. Taq polymerasy (rekombinantní, Life Technologies). Amplifikace byla provedena v zařízení Trioblock od firmy Biometra podle schématu: 4’(min)/95 °C; l’/95 °C; 45” (sek.)/58 °C; l’15”/72 °C; 30 cyklů 5 ’/72 °C. Amplifikované DNA-pásy o velikosti cca 990 bp byly rozděleny v agarosovém gelu a vyříznuty. S tímto fragmentem byla podle výšeuvedeného schématu provedena druhá amplifikace. Fragment o velikosti 990 bp získaný z této druhé amplifikace byl rozštěpen pomocí restrikčního enzymu BAM HI na fragment o velikosti 220 bp a fragment o velikosti 770 bp.As templates for the PCR reaction, 2 μΐ ·· *« ·· · *· · ··· · · · · * • · · · · · « ···« »··· • · · · · · · · · ···»· ·· ··· *· amplified corn cDNA library was used. This PCR reaction mixture also contained 1.5 - 3 mM MgC^, 20 mM Tris-HCl (pH 8.4), mM KC1, 0.8 mM dNTP Mix, 1 μΜ primer sulp-1a, 1 μΜ primer sulp-2 and 2.5 units Taq polymerase (recombinant, Life Technologies). The amplification was performed in a Trioblock device from Biometra according to the scheme: 4’(min)/95 °C; 1’/95 °C; 45” (sec.)/58 °C; 1’15”/72 °C; 30 cycles of 5’/72°C. The amplified DNA bands of approximately 990 bp were separated in an agarose gel and excised. A second amplification was performed with this fragment according to the above scheme. The 990 bp fragment obtained from this second amplification was digested with the restriction enzyme BAM HI into a 220 bp fragment and a 770 bp fragment.
Po opakovaném dělení sacharidického (sugary) fragmentu na agarosovém gelu, vyříznutí pásu a izolaci tohoto fragmentu bylo provedeno DIG-značkování sondy. Pro značkování random prime pomocí digoxygeninu bylo použito 500 ng sacharidického fragmentu. K tomuto značkovanému fragmentu bylo přidáno 10 μί přípravku Random Primér a reakční směs byla zahřívána po dobu 5’ na teplotu 95 - 100 °C. Po záhřevu byly přidány 0,1 mM dATP, 0,1 mM dGTP, 0,1 mM dCPT a 0,065 mM dTTP a 0,035 mM Digoxygenin-ll-dUTP (Boehringer Mannheim) a pufr Klenow (standard) a 1 jednotka polymerasy Klenow. Reakce byla prováděna při RT (laboratorní teplotě) přes noc. Pro kontrolu značkování byl použit Dot-test (tečkovací test) podle údajů výrobce (příručka Dig System User’s Guide for Filter Hybridization od firmy Boehringer, Mannheim,After repeated separation of the sugary fragment on an agarose gel, band excision and isolation of this fragment, DIG-labeling of the probe was performed. 500 ng of the sugary fragment was used for labeling the random prime with digoxygenin. 10 μί of Random Primer was added to this labeled fragment and the reaction mixture was heated for 5’ at a temperature of 95 - 100 °C. After heating, 0.1 mM dATP, 0.1 mM dGTP, 0.1 mM dCPT and 0.065 mM dTTP and 0.035 mM Digoxygenin-ll-dUTP (Boehringer Mannheim) and Klenow buffer (standard) and 1 unit of Klenow polymerase were added. The reaction was carried out at RT (laboratory temperature) overnight. Dot-test was used to check the labeling according to the manufacturer's instructions (Dig System User's Guide for Filter Hybridization from Boehringer, Mannheim,
Německo).Germany).
Syntéza pšeničné cDNA-banky byla provedena z poly(A)+RNA z 21 dnů starých karyopsů (starchy-endosperm) ve vektoru Lambda ZAP II Vektor podle údajů výrobce (Sada /kit/ pro syntézu Lambda ZAP II-cDNA, Stratagene GmbH, • · • »The synthesis of the wheat cDNA library was performed from poly(A)+RNA from 21-day-old caryopsis (starch-endosperm) in the Lambda ZAP II vector according to the manufacturer's instructions (Kit for Lambda ZAP II-cDNA synthesis, Stratagene GmbH, • · • »
Heidelberg, Německo). Po stanovení titru cDNA-banky byla stanovena hodnota primárního titru 1,26 x 10° pfu/ml.Heidelberg, Germany). After titration of the cDNA library, the primary titer was determined to be 1.26 x 10 pfu/ml.
Pro prozkoumání pšeničné cDNA-banky bylo naneseno na desku cca 350 000 fágů. Nanášení fágů a vyhodnocování (Abziehen) desek bylo provedeno podle standardního protokolu. Prehybridizace a hybridizace filtru byla provedena v 5X SSC, 3 % Blocking (Boehringer, Mannheim),For the investigation of the wheat cDNA library, approximately 350,000 phages were plated on the plate. The phage plating and the evaluation (Abziehen) of the plates were carried out according to a standard protocol. Prehybridization and filter hybridization were carried out in 5X SSC, 3% Blocking (Boehringer, Mannheim),
0,2 % SDS, 0,1 % natriumlaurylsarkosin a 50 pg/ml DNA sledího spermatu (Heringssperma) při 55 °C. K hybridizačnímu roztoku byl přidán 1 ng/ml značkované sacharidické sondy a hybridizace byla inkubována přes noc. Filtry byly promyty 2X5’ ve 2XSSC, 1 % SDS při laboratorní teplotě; 2X10’ v 1XSSC, 0,5 % SDS při 55 °C; 2X10’ v 0,5XSSC, 0,2 % SDS při 55 °C. Pozitivní klony byly spojeny při dalších screeningových postupech. Excisi in vivo byly získány spojené klony jako pBluescript SK Phagemide (provedeno podle údajů výrobce; Stratagene, Heidelberg, Německo).0.2% SDS, 0.1% sodium lauryl sarcosine and 50 pg/ml herring sperm DNA (Heringssperma) at 55 °C. 1 ng/ml of labeled carbohydrate probe was added to the hybridization solution and hybridization was incubated overnight. Filters were washed 2X5’ in 2XSSC, 1% SDS at room temperature; 2X10’ in 1XSSC, 0.5% SDS at 55 °C; 2X10’ in 0.5XSSC, 0.2% SDS at 55 °C. Positive clones were pooled for further screening procedures. Pooled clones were obtained by in vivo excision as pBluescript SK Phagemide (performed according to manufacturer’s instructions; Stratagene, Heidelberg, Germany).
Po analýze tohoto klonu pomocí miniprepacace a restrinkce získané plasmid-DNA byl klon pTaSU-19 uložen v Německé sbírce mikroorganismů a buněčných kultur DSMZ - Deutsche Sammlung fůr Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH pod číslem DSM 12796 a byl dále analyzován.After analysis of this clone by minipreparation and restriction of the obtained plasmid DNA, the clone pTaSU-19 was deposited in the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures DSMZ - Deutsche Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH under the number DSM 12796 and was further analyzed.
Příklad BExample B
Sekvenční analýza cDNA-inzercí plasmidu pTaSU-19Sequence analysis of cDNA-insertion plasmid pTaSU-19
Z klonu pTaSU-19 byla izolována plasmid-DNA a sekvence cDNA-insertů byla stanovena didesoxynukleotidovou metodou (Sanger a spol., Proč. Nat. Acad. Sci. USA 74 (1977), 5463 - 5467).Plasmid DNA was isolated from clone pTaSU-19 and the sequence of the cDNA inserts was determined by the dideoxynucleotide method (Sanger et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA 74 (1977), 5463-5467).
Inserce klonu pTaSU-19 má délku 2997 bp a představuje částečnou cDNA. Nukleotidová sekvence je uvedena pod označením Seq ID No.l. Z porovnání s již publikovanými sekvencemi vyplynulo, že sekvence uvedená pod označením Seq ID No.l zahrnuje úplnou kódující oblast, která vykazuje homologií s isoamylasami z jiných organismů. Analýza této sekvence rovněž prokázala, že cDNA-sekvence obsahuje dva introny v pozici 297 - 396 (intron 1) a 1618 - 2144 (intron 2). Po odstranění těchto intronů je možno odvodit proteinovou sekvenci, která vykazuje homologií s proteinovými sekvencemi isoamylas z jiných organismů. Aminokyselinová sekvence odpovídající kódujícím oblastem Seq ID No.l je vedena pod označením Seq ID No.3.The insert of the clone pTaSU-19 has a length of 2997 bp and represents a partial cDNA. The nucleotide sequence is given under the designation Seq ID No.l. Comparison with previously published sequences showed that the sequence given under the designation Seq ID No.l includes the complete coding region, which shows homology to isoamylases from other organisms. Analysis of this sequence also showed that the cDNA sequence contains two introns at positions 297 - 396 (intron 1) and 1618 - 2144 (intron 2). After removal of these introns, it is possible to derive a protein sequence, which shows homology to protein sequences of isoamylases from other organisms. The amino acid sequence corresponding to the coding regions of Seq ID No.l is given under the designation Seq ID No.3.
Příklad CExample C
Příprava rostlinného transformačního vektoru pTa-alfa-SU19Preparation of the plant transformation vector pTa-alpha-SU19
Pro expresi antisense-RNA odpovídající TaSU19-cDNA byl na základě základního plasmidu pUC19 konstruován rostlinný transformační vektor pTa-alfa-SU19, v němž byla spojena cDNA-inserce plasmidu pTa-alfa-SU19 v antisense-orientaci s 3’-koncem ubiquitinového promotoru. Tento promotor se skládá z prvního nepřenosového exonu (untranslatierter Exon) a prvního intronu ubiquitin 7-genu z kukuřice (Christensen A.H. a spol., Plant Molecular Biology 18 (1992), 675 - 689). Části polylinkeru a NOS-terminátor pocházejí z plasmidu pACTl.cas (CAMBIA, TG 0063; Cambia, GPO Box 3200, Canberra ACT 2601, Austrálie). Vektorové konstrukty s tímto terminátorem a konstrukty založené na pACTl.cas jsou popsány v práci McElroy a spol. (Molecular Breeding 1 (1995),For the expression of antisense RNA corresponding to TaSU19 cDNA, the plant transformation vector pTa-alpha-SU19 was constructed based on the basic plasmid pUC19, in which the cDNA insert of the plasmid pTa-alpha-SU19 was linked in the antisense orientation to the 3'-end of the ubiquitin promoter. This promoter consists of the first untranslated exon and the first intron of the ubiquitin 7 gene from maize (Christensen A.H. et al., Plant Molecular Biology 18 (1992), 675-689). The polylinker parts and the NOS terminator come from the plasmid pACTl.cas (CAMBIA, TG 0063; Cambia, GPO Box 3200, Canberra ACT 2601, Australia). Vector constructs with this terminator and constructs based on pACTl.cas are described in the work of McElroy et al. (Molecular Breeding 1 (1995),
- 37). Takto vzniklý vektor byl pojmenován PUbi.cas.- 37). The vector thus created was named PUbi.cas.
• ·• ·
Klonování tohoto vektoru bylo prováděno restrikcí 2 kb fragmentu z klonu Ta-SU19 pomocí restrikčního enzym Xba 1. Tento fragment byl na koncích doplněn pomocí Klenowovy reakce a potom byl navázán na klonovací místo Sma I expresního vektoru pUbi.cas.Cloning of this vector was performed by restriction of a 2 kb fragment from clone Ta-SU19 using the restriction enzyme Xba 1. This fragment was filled in at the ends using the Klenow reaction and then ligated into the Sma I cloning site of the expression vector pUbi.cas.
Vzniklý expresní vektor byl označen Ta-alfa-SU19 a byl výšeuvedeným postupem použit pro transformaci pšenice.The resulting expression vector was designated Ta-alpha-SU19 and was used for wheat transformation using the above procedure.
Příklad DExample D
Izolace a charakterizace další cDNA kódující isoamylasu (Sugaryl-homolog) z pšenice (Triticum aestiviim L., odrůda Florida).Isolation and characterization of another cDNA encoding isoamylase (Sugaryl-homologue) from wheat (Triticum aestiviim L., variety Florida).
cDNA-banka z pšenice byla prozkoumávána sondou Sugary-Sondě, která představovala část klonu pTaSU19, a to pozici 489 - 1041 ze Seq.ID No.l.The wheat cDNA library was probed with the Sugary-Probe, which represented a part of the pTaSU19 clone, namely positions 489-1041 of Seq.ID No.1.
Příprava digoxygeninem značkované Sugary-Sondě specifické pro pšenici, použité pro prozkoumávání cDNA-banky, byla provedena pomocí PCR-amplifikace.The preparation of the wheat-specific digoxygenin-labeled Sugary-Probe used for screening the cDNA library was carried out by PCR amplification.
Priméry použité při této reakci byly následující:The primers used in this reaction were as follows:
SUSO1: 5’-GCT TTA CGG GTA CAG GTT CG-3’ (Seq.ID No.8), aSUSO1: 5'-GCT TTA CGG GTA CAG GTT CG-3' (Seq.ID No.8), and
SUSO2: 5’-AAT TCC CCG TTT GTG AGC-3’ (Seq.ID No.9).SUSO2: 5'-AAT TCC CCG TTT GTG AGC-3' (Seq.ID No.9).
Jako templát byl do reakce použit 1 ng plasmidu pTaSU19. Reakční směs pro PCR obsahovala kromě toho 300 nM priméru SUSO1 a SUSO2, po 100 μΜ nukleotidu dATP, dGTP, dCTP, 65 μΜ dTTP, 35 μΜ preparátu Digoxygenin-ll-dUTP (Boehringer Mannheim), 1,5 mM MgCl2 a 2,5 U (jedn.)1 ng of plasmid pTaSU19 was used as a template in the reaction. The PCR reaction mixture also contained 300 nM primer SUSO1 and SUSO2, 100 μΜ each of nucleotides dATP, dGTP, dCTP, 65 μΜ dTTP, 35 μΜ of Digoxygenin-ll-dUTP preparation (Boehringer Mannheim), 1.5 mM MgCl 2 and 2.5 U (units)
• · preparátu Taq Polymerase a 10 μΐ desetinásobně koncentrovaného reakčního pufru Taq Polymerase (oba preparáty od Life Technologies). Konečný objem reakční směsi byl 100 μΐ. Amplifikace byla provedena v přístroji PCR-Gerát (TRIO^ Thermoblock, Biometra) při následujícím teplotním programu:• · of Taq Polymerase preparation and 10 μΐ of tenfold concentrated Taq Polymerase reaction buffer (both preparations from Life Technologies). The final volume of the reaction mixture was 100 μΐ. Amplification was performed in a PCR-Gerát instrument (TRIO^ Thermoblock, Biometra) at the following temperature program:
3’(min) při 95 °C (jednou); 45’’ (sec.) při 95 °C - 45’’ při 55 °C - 2’při 72 °C (30 cyklů); 5’ při 72 °C (jednou). Vzniklý DNA-fragment měl délku 553 bp. Vložení Digoxygenin-ll-dUTP do PCR-produktu bylo prokázáno podle nepatrné mobility v agarosovém gelu ve srovnání s produktem kontrolní reakce bez Digoxygenin-ll-dUTP.3’(min) at 95 °C (once); 45’’ (sec.) at 95 °C - 45’’ at 55 °C - 2’at 72 °C (30 cycles); 5’ at 72 °C (once). The resulting DNA fragment was 553 bp long. The incorporation of Digoxygenin-ll-dUTP into the PCR product was demonstrated by the slight mobility in an agarose gel compared to the product of a control reaction without Digoxygenin-ll-dUTP.
Karoypticko-specifická cDNA-banka z pšenice z Příkladu 1 byla prozkoumána pomocí získané sondy značené digoxygeninem.The karyotype-specific wheat cDNA library from Example 1 was probed using the obtained digoxygenin-labeled probe.
Postup hybridizace byl proveden přes noc v 5X SSC, 0,2 % SDS, 0,1 % natriumlaurylsarkosin a 50 pg/ml DNA sledího spermatu (Heringssperma) při teplotě 68 °C za přídavku 1 ng/ml digoxygeninem značené sondy. Po hybridizaci byly filtry promyty 2X5’ve 2XSSC, 1 % SDS při laboratorní teplotě; 2X10’ v 1XSSC, 0,5 % SDS při 68 °C; 2X10’v 0,5XSSC, 0,2 % SDS při 68 °C. Pozitivní klony byly získány minimálně dvěma dalšími screeningovými postupy. Excisí in vivo byly z fágových klonů získány pBluescript SK plasmidy (protokoly podle údajů výrobce; Stratagene, Heidelberg, Německo).The hybridization procedure was performed overnight in 5X SSC, 0.2% SDS, 0.1% sodium lauryl sarcosine and 50 pg/ml herring sperm DNA (Heringssperma) at 68°C with the addition of 1 ng/ml digoxygenin-labeled probe. After hybridization, the filters were washed 2X5’ in 2XSSC, 1% SDS at room temperature; 2X10’ in 1XSSC, 0.5% SDS at 68°C; 2X10’ in 0.5XSSC, 0.2% SDS at 68°C. Positive clones were obtained by at least two additional screening procedures. pBluescript SK plasmids were obtained from the phage clones by in vivo excision (protocols according to the manufacturer’s instructions; Stratagene, Heidelberg, Germany).
Po restrikční analýze byl získaný klon pTaSU8A uložen v Německé sbírce mikroorganismů a buněčných kultur DSMZ - Deutsche Sammlung fůr Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH pod číslem DSM 12795 a byl dále analyzován.After restriction analysis, the obtained clone pTaSU8A was deposited in the German Collection of Microorganisms and Cell Cultures DSMZ - Deutsche Sammlung für Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH under the number DSM 12795 and was further analyzed.
Příklad ΕExample E
Sekvenční analýza cDNA-insertu v plasmidů pTaSU8ASequence analysis of the cDNA insert in plasmid pTaSU8A
Nukleotidová sekvence cDNA-insertu v plasmidů pTaSU8A byla stanovena pomocí didesoxynukleotidové metody (Seq.ID No.6).The nucleotide sequence of the cDNA insert in plasmid pTaSU8A was determined using the dideoxynucleotide method (Seq.ID No.6).
Tato inserce klonu pTaSU8A má délku 2437 bp a představuje parciální cDNA. Při porovnání s dosud publikovanými sekvencemi se ukázalo, že sekvence označená jako Seq. ID No.6 zahrnuje kódující oblast vykazující homologii s isoamylasami z jiných organismů. Rovněž tak proteinová sekvence, odvozená z kódující oblasti klonu pTaSU8A, znázorněná jako Seq. ID No.7, vykazovala homologii s proteinovými sekvencemi isoamylas z jiných organismů.This insertion of the clone pTaSU8A is 2437 bp long and represents a partial cDNA. When compared with previously published sequences, it was shown that the sequence designated as Seq. ID No.6 includes a coding region showing homology to isoamylases from other organisms. Likewise, the protein sequence derived from the coding region of the clone pTaSU8A, shown as Seq. ID No.7, showed homology to protein sequences of isoamylases from other organisms.
Z porovnáni sekvencí klonu pTaSU19 (Seq.ID No.l) a pTaSU8A (Seq.ID No.6) vyplývá 96,8%-ní podobnost. Většina rozdílů mezi oběma sekvencemi spočívá ve 3’-nepřenosové oblasti cDNA. Ostatní rozdíly v sekvencích v kódující oblasti způsobují různé aminokyseliny celkem ve dvanácti pozicích odvozených proteinových sekvencí (Seq.ID No.3 a 7). cDNA obsažené v pTaSU19 a pTaSU8A nejsou identické a kódují isoformy isoamylas z pšenice.A comparison of the sequences of clones pTaSU19 (Seq.ID No.1) and pTaSU8A (Seq.ID No.6) shows a 96.8% similarity. Most of the differences between the two sequences lie in the 3’-untranslated region of the cDNA. Other sequence differences in the coding region are caused by different amino acids in a total of twelve positions of the derived protein sequences (Seq.ID Nos.3 and 7). The cDNAs contained in pTaSU19 and pTaSU8A are not identical and encode isoforms of isoamylase from wheat.
Příklad FExample F
Příprava rostlinného transformačního vektoru pTa-alfa-SU8APreparation of the plant transformation vector pTa-alpha-SU8A
Pro expresi antisense-RNA odpovídající TaSU8A-cDNA byl na základě základního plasmidů pUC19 konstruován rostlinný transformační vektor pTa-alfa-SU8A, v němž byla spojena část TaSU8A-cDNA v antisense-orientaci s 3’-koncem ubiquitinového promotoru. Tento promotor se skládá z prvního nepřenosového exonu a prvního intronu ubÍqužtin I genu z kukuřice (Christensen A.H. a spol., Plant Molecular Biology 18 (1992), 675 - 689). Části polylinkeru a NOS-terminátor pocházejí z plasmidu pACTl.cas (CAMBIA, TG 0063; Cambia, GPO Box 3200, Canberra ACT 2601, Austrálie). Vektorové konstrukty s tímto terminátorem a konstrukty založené na pACTl.cas jsou popsány v práci McElroy a spol. (Molecular Breeding 1 (1995), 27 - 37). Vektor s ubiquitinovým promotorem, polylinkerem a NOS-terminátorem na základě pUC19 byl pojmenován pUbi.cas.For the expression of antisense RNA corresponding to TaSU8A-cDNA, the plant transformation vector pTa-alpha-SU8A was constructed based on the basic plasmid pUC19, in which a part of TaSU8A-cDNA was linked in antisense orientation to the 3'-end of the ubiquitin promoter. This promoter consists of the first non-translated exon and the first intron of the ubiquitin I gene from maize (Christensen A.H. et al., Plant Molecular Biology 18 (1992), 675-689). The polylinker parts and the NOS terminator come from the plasmid pACTl.cas (CAMBIA, TG 0063; Cambia, GPO Box 3200, Canberra ACT 2601, Australia). Vector constructs with this terminator and constructs based on pACTl.cas are described in McElroy et al. (Molecular Breeding 1 (1995), 27-37). The vector with a ubiquitin promoter, polylinker and NOS-terminator based on pUC19 was named pUbi.cas.
Pro klonování pTa-alfa-SU8A byla pomocí PCR amplifikována část TaSU8A-cDNA o velikosti cca 2,2 kb, a to pozice 140 - 2304 ze Seq. ID No.6.For cloning pTa-alpha-SU8A, a portion of TaSU8A-cDNA of approximately 2.2 kb in size, namely positions 140 - 2304 of Seq. ID No.6, was amplified by PCR.
Primery použité při této reakci byly následující:The primers used in this reaction were as follows:
SUEX3:SUEX3:
5’-GCG GTA CCT CTA GAA GGA GAT ATA CAT ATG GCG GAG GAC AGG TAC GCG CTC-3’ (Seq.ID No.10), a5'-GCG GTA CCT CTA GAA GGA GAT ATA CAT ATG GCG GAG GAC AGG TAC GCG CTC-3' (Seq.ID No.10), and
SUEX4:SUEX4:
5’-GCT CGA GTC GAC TCA AAC ATC AGG GCG CAA TAC-3’ (Seq.ID No.11).5'-GCT CGA GTC GAC TCA AAC ATC AGG GCG CAA TAC-3' (Seq.ID No.11).
Jako templát byl do reakce použit 1 ng plasmidu pTaSU8A. PCR-reakční směs kromě toho obsahovala: po 300 nM primerů SUEX3 a SUEX4, po 200 μΜ nukleotidu dATP, dGTP, dCTP a dTTP, 1,6 mM MgCl2, 60 mM Tris-S04 (pH 9,1), 18 mM (NH^^SO^ a rovněž 1 μΐ preparátu Elongase^ Enzym Mix (směs • · · · · * · · · • · · · · · · · ···1 ng of plasmid pTaSU8A was used as a template in the reaction. The PCR reaction mixture also contained: 300 nM each of primers SUEX3 and SUEX4, 200 μΜ each of nucleotides dATP, dGTP, dCTP and dTTP, 1.6 mM MgCl 2 , 60 mM Tris-S04 (pH 9.1), 18 mM (NH^^SO^ and also 1 μΐ of Elongase^ Enzym Mix (mixture • · · · · * · · · • · · · · · · · · · · · ·
- 49 • · · · · · · ···*···· ·· · · · ·· ·- 49 • · · · · · · ··*··· ·· · · · · · · ·
Taq Polymerase a DNA Polymerase, Life Technologies). Konečný objem reakční směsi byl 50 μί. Amplifikace byla provedena v přístroji PCR-Gerát (TRIO^ Thermoblock, Biometra) při následujícím teplotním programu: 1’(min) při 94 °C (jednou); 30’’ (sec.) při 95 °C - 30” při 55 °C - 2’30’’ při 68 °C (30 cyklů); 10’ při 68 °C (jednou). Při této reakci vznikl DNA-fragment o délce 2205 bp.;Taq Polymerase and DNA Polymerase, Life Technologies). The final volume of the reaction mixture was 50 μί. Amplification was performed in a PCR-Gerát device (TRIO^ Thermoblock, Biometra) at the following temperature program: 1’(min) at 94 °C (once); 30’’ (sec.) at 95 °C - 30” at 55 °C - 2’30’’ at 68 °C (30 cycles); 10’ at 68 °C (once). This reaction produced a DNA fragment with a length of 2205 bp.;
Tento 2,2 kb-produkt byl restringován pomocí Kp«I a SaZl a byl navázán do expresního vektoru pUbi.cas upraveného pomocí K/?«I a S«Z1. Takto vzniklý rostlinný transformační vektor byl označen jako pTa-alfa-SU8A a byl použit pro transformaci pšenice podle výše uvedeného postupu.This 2.2 kb product was restricted with KpI and SaZ1 and ligated into the expression vector pUbi.cas modified with KpI and SaZ1. The resulting plant transformation vector was designated pTa-alpha-SU8A and was used to transform wheat according to the above procedure.
Claims (20)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20004155A CZ20004155A3 (en) | 1999-05-07 | 1999-05-07 | Nucleic acid molecules encoding wheat enzymes involved in starch synthesis |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20004155A CZ20004155A3 (en) | 1999-05-07 | 1999-05-07 | Nucleic acid molecules encoding wheat enzymes involved in starch synthesis |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20004155A3 true CZ20004155A3 (en) | 2001-05-16 |
Family
ID=5472470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20004155A CZ20004155A3 (en) | 1999-05-07 | 1999-05-07 | Nucleic acid molecules encoding wheat enzymes involved in starch synthesis |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ20004155A3 (en) |
-
1999
- 1999-05-07 CZ CZ20004155A patent/CZ20004155A3/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6951969B1 (en) | Nucleic acid molecules which code for enzymes derived from wheat and which are involved in the synthesis of starch | |
| US6890732B1 (en) | Nucleic acid molecules which code for enzymes derived from wheat and which are involved in the synthesis of starch | |
| US6791010B1 (en) | Nucleic acid molecule coding for beta-amylase, plants synthesizing a modified starch, method of production and applications | |
| US6794558B1 (en) | Nucleic acid module coding for αglucosidase, plants that synthesize modified starch, methods for the production and use of said plants, and modified starch | |
| EP1681352B1 (en) | Nucleic acid molecules encoding enzymes from wheat which are involved in starch synthesis | |
| CA2378173C (en) | Nucleic acid molecules from plants encoding enzymes which participate in starch synthesis | |
| US6353154B1 (en) | Nucleic acid molecules encoding starch phosphorylase from maize | |
| CZ20004155A3 (en) | Nucleic acid molecules encoding wheat enzymes involved in starch synthesis | |
| CZ20004154A3 (en) | Nucleic acid molecules encoding wheat enzymes involved in starch synthesis | |
| AU2004200536A1 (en) | Nucleic acid molecules | |
| MXPA00010987A (en) | Nucleic acid molecules which code for enzymes derived from wheat and which are involved in the synthesis of starch | |
| KR20000016231A (en) | Nucleic acid molecules encoding enzymes from wheat which are involved in starch synthesis |