DE102005011648A1 - A method of increasing fungal resistance in transgenic plants by host-induced suppression of gene expression in fungal pathogens - Google Patents
A method of increasing fungal resistance in transgenic plants by host-induced suppression of gene expression in fungal pathogens Download PDFInfo
- Publication number
- DE102005011648A1 DE102005011648A1 DE200510011648 DE102005011648A DE102005011648A1 DE 102005011648 A1 DE102005011648 A1 DE 102005011648A1 DE 200510011648 DE200510011648 DE 200510011648 DE 102005011648 A DE102005011648 A DE 102005011648A DE 102005011648 A1 DE102005011648 A1 DE 102005011648A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- nucleic acid
- sequence
- plant
- plants
- fungal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 87
- 230000009261 transgenic effect Effects 0.000 title claims abstract description 71
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 title claims abstract description 56
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 title claims abstract description 41
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 244000053095 fungal pathogen Species 0.000 title description 6
- 230000001629 suppression Effects 0.000 title description 2
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 149
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 claims abstract description 109
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims abstract description 87
- 108700005088 Fungal Genes Proteins 0.000 claims abstract description 60
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 51
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims abstract description 51
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims abstract description 51
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 claims abstract description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims description 283
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 90
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 65
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 55
- 230000009368 gene silencing by RNA Effects 0.000 claims description 36
- 108091030071 RNAI Proteins 0.000 claims description 35
- 230000000692 anti-sense effect Effects 0.000 claims description 25
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 claims description 25
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 25
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 25
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 claims description 24
- 241000209140 Triticum Species 0.000 claims description 22
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 claims description 22
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 15
- 241001480061 Blumeria graminis Species 0.000 claims description 11
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 claims description 11
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 claims description 11
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 claims description 9
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 claims description 8
- 206010061217 Infestation Diseases 0.000 claims description 8
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 8
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 claims description 8
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 7
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 7
- 241000221785 Erysiphales Species 0.000 claims description 5
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims description 2
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 claims description 2
- 102000004167 Ribonuclease P Human genes 0.000 claims 2
- 108090000621 Ribonuclease P Proteins 0.000 claims 2
- 210000001324 spliceosome Anatomy 0.000 claims 2
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 30
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 28
- 241000209219 Hordeum Species 0.000 description 25
- 108091032973 (ribonucleotides)n+m Proteins 0.000 description 20
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 20
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 19
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 17
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 15
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 15
- 241000209056 Secale Species 0.000 description 14
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 13
- 235000007238 Secale cereale Nutrition 0.000 description 13
- 230000030279 gene silencing Effects 0.000 description 13
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 13
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 244000098338 Triticum aestivum Species 0.000 description 12
- 240000002791 Brassica napus Species 0.000 description 11
- 108010060309 Glucuronidase Proteins 0.000 description 11
- 102000053187 Glucuronidase Human genes 0.000 description 11
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 description 10
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 description 10
- 235000004977 Brassica sinapistrum Nutrition 0.000 description 9
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 9
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 208000031888 Mycoses Diseases 0.000 description 9
- 239000013615 primer Substances 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 9
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 description 8
- 244000082988 Secale cereale Species 0.000 description 8
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 description 8
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 244000052769 pathogen Species 0.000 description 8
- 210000001938 protoplast Anatomy 0.000 description 8
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 8
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 8
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 8
- 240000004658 Medicago sativa Species 0.000 description 7
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 7
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 7
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 7
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 7
- 239000012192 staining solution Substances 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 6
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 6
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 description 6
- 235000011301 Brassica oleracea var capitata Nutrition 0.000 description 6
- 235000001169 Brassica oleracea var oleracea Nutrition 0.000 description 6
- 108090000994 Catalytic RNA Proteins 0.000 description 6
- 102000053642 Catalytic RNA Human genes 0.000 description 6
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 235000017587 Medicago sativa ssp. sativa Nutrition 0.000 description 6
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 6
- 240000006365 Vitis vinifera Species 0.000 description 6
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 6
- 238000010367 cloning Methods 0.000 description 6
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000032361 posttranscriptional gene silencing Effects 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 6
- 108091092562 ribozyme Proteins 0.000 description 6
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 6
- 102000040650 (ribonucleotides)n+m Human genes 0.000 description 5
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 description 5
- 241000233679 Peronosporaceae Species 0.000 description 5
- 241000221696 Sclerotinia sclerotiorum Species 0.000 description 5
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 5
- 230000001717 pathogenic effect Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 5
- 241000589158 Agrobacterium Species 0.000 description 4
- 241000589155 Agrobacterium tumefaciens Species 0.000 description 4
- 235000006008 Brassica napus var napus Nutrition 0.000 description 4
- 102100031780 Endonuclease Human genes 0.000 description 4
- 206010017533 Fungal infection Diseases 0.000 description 4
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 4
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 4
- 244000025221 Humulus lupulus Species 0.000 description 4
- 241001459558 Monographella nivalis Species 0.000 description 4
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 description 4
- 241000209504 Poaceae Species 0.000 description 4
- 241001123569 Puccinia recondita Species 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 244000062793 Sorghum vulgare Species 0.000 description 4
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 4
- 238000004520 electroporation Methods 0.000 description 4
- 230000006801 homologous recombination Effects 0.000 description 4
- 238000002744 homologous recombination Methods 0.000 description 4
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 4
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 241001149961 Alternaria brassicae Species 0.000 description 3
- 241000235349 Ascomycota Species 0.000 description 3
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 3
- 241000123650 Botrytis cinerea Species 0.000 description 3
- 235000014698 Brassica juncea var multisecta Nutrition 0.000 description 3
- 240000000385 Brassica napus var. napus Species 0.000 description 3
- 235000006618 Brassica rapa subsp oleifera Nutrition 0.000 description 3
- 241000221751 Claviceps purpurea Species 0.000 description 3
- 241001133184 Colletotrichum agaves Species 0.000 description 3
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 3
- 240000009088 Fragaria x ananassa Species 0.000 description 3
- 108010058643 Fungal Proteins Proteins 0.000 description 3
- 241000223194 Fusarium culmorum Species 0.000 description 3
- 241000223195 Fusarium graminearum Species 0.000 description 3
- 241000223221 Fusarium oxysporum Species 0.000 description 3
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 3
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 3
- 241000228457 Leptosphaeria maculans Species 0.000 description 3
- 241001344131 Magnaporthe grisea Species 0.000 description 3
- 244000070406 Malus silvestris Species 0.000 description 3
- 241000221574 Melampsora lini Species 0.000 description 3
- 241000556984 Neonectria galligena Species 0.000 description 3
- 241000233654 Oomycetes Species 0.000 description 3
- 241000736122 Parastagonospora nodorum Species 0.000 description 3
- 241000233622 Phytophthora infestans Species 0.000 description 3
- 241000233629 Phytophthora parasitica Species 0.000 description 3
- 108700001094 Plant Genes Proteins 0.000 description 3
- 241001503436 Plasmodiophora brassicae Species 0.000 description 3
- 108091034057 RNA (poly(A)) Proteins 0.000 description 3
- 108010092799 RNA-directed DNA polymerase Proteins 0.000 description 3
- 241000219793 Trifolium Species 0.000 description 3
- 241000333201 Typhula incarnata Species 0.000 description 3
- 241000221577 Uromyces appendiculatus Species 0.000 description 3
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 3
- 235000014787 Vitis vinifera Nutrition 0.000 description 3
- 241001360088 Zymoseptoria tritici Species 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 235000021186 dishes Nutrition 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 3
- 235000019713 millet Nutrition 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 5,8-dihydroxy-2-methoxy-6-methyl-7-(2-oxopropyl)naphthalene-1,4-dione Chemical compound CC1=C(CC(C)=O)C(O)=C2C(=O)C(OC)=CC(=O)C2=C1O UHPMCKVQTMMPCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 7H-purine Chemical compound N1=CNC2=NC=NC2=C1 KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000589156 Agrobacterium rhizogenes Species 0.000 description 2
- 241000919511 Albugo Species 0.000 description 2
- 241001163841 Albugo ipomoeae-panduratae Species 0.000 description 2
- 244000291564 Allium cepa Species 0.000 description 2
- 241000213004 Alternaria solani Species 0.000 description 2
- 240000001436 Antirrhinum majus Species 0.000 description 2
- 241001530056 Athelia rolfsii Species 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 2
- 241000221198 Basidiomycota Species 0.000 description 2
- 241000895502 Blumeria graminis f. sp. tritici Species 0.000 description 2
- 235000011293 Brassica napus Nutrition 0.000 description 2
- 235000000540 Brassica rapa subsp rapa Nutrition 0.000 description 2
- 241000233685 Bremia lactucae Species 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 2
- 241000530549 Cercospora beticola Species 0.000 description 2
- 241001120669 Colletotrichum lindemuthianum Species 0.000 description 2
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 2
- 239000003155 DNA primer Substances 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 241001489205 Erysiphe pisi Species 0.000 description 2
- 241000223218 Fusarium Species 0.000 description 2
- 241001149475 Gaeumannomyces graminis Species 0.000 description 2
- 244000299507 Gossypium hirsutum Species 0.000 description 2
- 235000008694 Humulus lupulus Nutrition 0.000 description 2
- 240000008415 Lactuca sativa Species 0.000 description 2
- 241000584607 Macrospora Species 0.000 description 2
- 241000498271 Necator Species 0.000 description 2
- 108091092724 Noncoding DNA Proteins 0.000 description 2
- 241001668536 Oculimacula yallundae Species 0.000 description 2
- 108091034117 Oligonucleotide Proteins 0.000 description 2
- 235000002233 Penicillium roqueforti Nutrition 0.000 description 2
- 241001223281 Peronospora Species 0.000 description 2
- 241001627691 Peronospora antirrhini Species 0.000 description 2
- 241001670201 Peronospora destructor Species 0.000 description 2
- 241000118319 Peronospora effusa Species 0.000 description 2
- 241000582441 Peronospora tabacina Species 0.000 description 2
- 241000975369 Phoma betae Species 0.000 description 2
- 241001503460 Plasmodiophorida Species 0.000 description 2
- 241000233626 Plasmopara Species 0.000 description 2
- 241000233610 Plasmopara halstedii Species 0.000 description 2
- 241001281803 Plasmopara viticola Species 0.000 description 2
- 241001219485 Polymyxa graminis Species 0.000 description 2
- 241000342307 Pseudoperonospora humuli Species 0.000 description 2
- 241001480433 Pseudopeziza Species 0.000 description 2
- 241001480435 Pseudopeziza medicaginis Species 0.000 description 2
- 241001123561 Puccinia coronata Species 0.000 description 2
- 241000221301 Puccinia graminis Species 0.000 description 2
- 241001123559 Puccinia hordei Species 0.000 description 2
- 241001123583 Puccinia striiformis Species 0.000 description 2
- 241000228454 Pyrenophora graminea Species 0.000 description 2
- 241000520648 Pyrenophora teres Species 0.000 description 2
- 241000190117 Pyrenophora tritici-repentis Species 0.000 description 2
- 241000233639 Pythium Species 0.000 description 2
- 241000599030 Pythium debaryanum Species 0.000 description 2
- 108700008625 Reporter Genes Proteins 0.000 description 2
- 241000813090 Rhizoctonia solani Species 0.000 description 2
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 description 2
- 241001250060 Sphacelotheca Species 0.000 description 2
- 244000300264 Spinacia oleracea Species 0.000 description 2
- 241001219481 Spongospora subterranea Species 0.000 description 2
- 241000397423 Spongospora subterranea f. sp. subterranea Species 0.000 description 2
- 241001250070 Sporisorium reilianum Species 0.000 description 2
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 2
- 241000514371 Ustilago avenae Species 0.000 description 2
- 235000015919 Ustilago maydis Nutrition 0.000 description 2
- 244000301083 Ustilago maydis Species 0.000 description 2
- 241000007070 Ustilago nuda Species 0.000 description 2
- 241000233791 Ustilago tritici Species 0.000 description 2
- 241000228452 Venturia inaequalis Species 0.000 description 2
- 241001123668 Verticillium dahliae Species 0.000 description 2
- 241000219094 Vitaceae Species 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 2
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 2
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 2
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 2
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 2
- 238000012226 gene silencing method Methods 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 235000021021 grapes Nutrition 0.000 description 2
- 238000001727 in vivo Methods 0.000 description 2
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 2
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 235000021374 legumes Nutrition 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000010369 molecular cloning Methods 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002987 primer (paints) Substances 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 description 2
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 2
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N streptomycin Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 2
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 2
- 238000011426 transformation method Methods 0.000 description 2
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 2
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 108010010888 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid oxidase Proteins 0.000 description 1
- QFVHZQCOUORWEI-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-anilino-5-sulfonaphthalen-1-yl)diazenyl]-5-hydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid Chemical compound C=12C(O)=CC(S(O)(=O)=O)=CC2=CC(S(O)(=O)=O)=CC=1N=NC(C1=CC=CC(=C11)S(O)(=O)=O)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 QFVHZQCOUORWEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JXCKZXHCJOVIAV-UHFFFAOYSA-N 6-[(5-bromo-4-chloro-1h-indol-3-yl)oxy]-3,4,5-trihydroxyoxane-2-carboxylic acid;cyclohexanamine Chemical compound [NH3+]C1CCCCC1.O1C(C([O-])=O)C(O)C(O)C(O)C1OC1=CNC2=CC=C(Br)C(Cl)=C12 JXCKZXHCJOVIAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000007469 Actins Human genes 0.000 description 1
- 108010085238 Actins Proteins 0.000 description 1
- 229920000936 Agarose Polymers 0.000 description 1
- 244000198134 Agave sisalana Species 0.000 description 1
- 235000002732 Allium cepa var. cepa Nutrition 0.000 description 1
- 244000099147 Ananas comosus Species 0.000 description 1
- 235000007119 Ananas comosus Nutrition 0.000 description 1
- 244000105975 Antidesma platyphyllum Species 0.000 description 1
- 108020005544 Antisense RNA Proteins 0.000 description 1
- 241000219194 Arabidopsis Species 0.000 description 1
- 241000238017 Astacoidea Species 0.000 description 1
- 241000972773 Aulopiformes Species 0.000 description 1
- 235000005781 Avena Nutrition 0.000 description 1
- 108010006654 Bleomycin Proteins 0.000 description 1
- 241000895523 Blumeria graminis f. sp. hordei Species 0.000 description 1
- 241000167854 Bourreria succulenta Species 0.000 description 1
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- 235000002566 Capsicum Nutrition 0.000 description 1
- 102000030523 Catechol oxidase Human genes 0.000 description 1
- 108010031396 Catechol oxidase Proteins 0.000 description 1
- 241001157813 Cercospora Species 0.000 description 1
- 108010022172 Chitinases Proteins 0.000 description 1
- 102000012286 Chitinases Human genes 0.000 description 1
- 241000760356 Chytridiomycetes Species 0.000 description 1
- 241000207199 Citrus Species 0.000 description 1
- 108091033380 Coding strand Proteins 0.000 description 1
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 1
- 108020004635 Complementary DNA Proteins 0.000 description 1
- 235000002767 Daucus carota Nutrition 0.000 description 1
- 244000000626 Daucus carota Species 0.000 description 1
- 240000001879 Digitalis lutea Species 0.000 description 1
- 235000001950 Elaeis guineensis Nutrition 0.000 description 1
- 240000003133 Elaeis guineensis Species 0.000 description 1
- 108010042407 Endonucleases Proteins 0.000 description 1
- YQYJSBFKSSDGFO-UHFFFAOYSA-N Epihygromycin Natural products OC1C(O)C(C(=O)C)OC1OC(C(=C1)O)=CC=C1C=C(C)C(=O)NC1C(O)C(O)C2OCOC2C1O YQYJSBFKSSDGFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001917 Ficoll Polymers 0.000 description 1
- 235000016623 Fragaria vesca Nutrition 0.000 description 1
- 235000011363 Fragaria x ananassa Nutrition 0.000 description 1
- 102000012195 Fructose-1,6-bisphosphatases Human genes 0.000 description 1
- 108010017464 Fructose-Bisphosphatase Proteins 0.000 description 1
- 108700028146 Genetic Enhancer Elements Proteins 0.000 description 1
- CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N Gentamicin Chemical compound O1[C@H](C(C)NC)CC[C@@H](N)[C@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](NC)[C@@](C)(O)CO2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N CEAZRRDELHUEMR-URQXQFDESA-N 0.000 description 1
- 229930182566 Gentamicin Natural products 0.000 description 1
- 239000004366 Glucose oxidase Substances 0.000 description 1
- 108010015776 Glucose oxidase Proteins 0.000 description 1
- 239000005562 Glyphosate Substances 0.000 description 1
- 206010019909 Hernia Diseases 0.000 description 1
- 102100033636 Histone H3.2 Human genes 0.000 description 1
- 108010033040 Histones Proteins 0.000 description 1
- 241000908271 Ilyonectria destructans Species 0.000 description 1
- FBOZXECLQNJBKD-ZDUSSCGKSA-N L-methotrexate Chemical compound C=1N=C2N=C(N)N=C(N)C2=NC=1CN(C)C1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 FBOZXECLQNJBKD-ZDUSSCGKSA-N 0.000 description 1
- 235000003228 Lactuca sativa Nutrition 0.000 description 1
- 241000209510 Liliopsida Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 108060001084 Luciferase Proteins 0.000 description 1
- 241001330975 Magnaporthe oryzae Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 240000005561 Musa balbisiana Species 0.000 description 1
- 102000004722 NADPH Oxidases Human genes 0.000 description 1
- 108010002998 NADPH Oxidases Proteins 0.000 description 1
- 241001460678 Napo <wasp> Species 0.000 description 1
- 238000000636 Northern blotting Methods 0.000 description 1
- 108010063734 Oxalate oxidase Proteins 0.000 description 1
- 238000012408 PCR amplification Methods 0.000 description 1
- 241000209117 Panicum Species 0.000 description 1
- 235000006443 Panicum miliaceum subsp. miliaceum Nutrition 0.000 description 1
- 235000009037 Panicum miliaceum subsp. ruderale Nutrition 0.000 description 1
- 101710091688 Patatin Proteins 0.000 description 1
- 206010034133 Pathogen resistance Diseases 0.000 description 1
- 241000209046 Pennisetum Species 0.000 description 1
- 239000006002 Pepper Substances 0.000 description 1
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 108091000041 Phosphoenolpyruvate Carboxylase Proteins 0.000 description 1
- 241000254064 Photinus pyralis Species 0.000 description 1
- 235000016761 Piper aduncum Nutrition 0.000 description 1
- 240000003889 Piper guineense Species 0.000 description 1
- 235000017804 Piper guineense Nutrition 0.000 description 1
- 235000008184 Piper nigrum Nutrition 0.000 description 1
- 108010064851 Plant Proteins Proteins 0.000 description 1
- 108010059820 Polygalacturonase Proteins 0.000 description 1
- 241000183024 Populus tremula Species 0.000 description 1
- 241001330738 Pyrenophora dictyoides Species 0.000 description 1
- 241000220324 Pyrus Species 0.000 description 1
- 238000012228 RNA interference-mediated gene silencing Methods 0.000 description 1
- 238000010240 RT-PCR analysis Methods 0.000 description 1
- 244000061121 Rauvolfia serpentina Species 0.000 description 1
- 102000018120 Recombinases Human genes 0.000 description 1
- 108010091086 Recombinases Proteins 0.000 description 1
- 240000000111 Saccharum officinarum Species 0.000 description 1
- 235000007201 Saccharum officinarum Nutrition 0.000 description 1
- 241000228160 Secale cereale x Triticum aestivum Species 0.000 description 1
- 238000012300 Sequence Analysis Methods 0.000 description 1
- 235000005775 Setaria Nutrition 0.000 description 1
- 241000232088 Setaria <nematode> Species 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000002597 Solanum melongena Nutrition 0.000 description 1
- 244000061458 Solanum melongena Species 0.000 description 1
- 235000011684 Sorghum saccharatum Nutrition 0.000 description 1
- 235000009337 Spinacia oleracea Nutrition 0.000 description 1
- 229940100389 Sulfonylurea Drugs 0.000 description 1
- 235000012308 Tagetes Nutrition 0.000 description 1
- 241000736851 Tagetes Species 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 244000299461 Theobroma cacao Species 0.000 description 1
- 235000009470 Theobroma cacao Nutrition 0.000 description 1
- 108700019146 Transgenes Proteins 0.000 description 1
- 241000223261 Trichoderma viride Species 0.000 description 1
- 235000015724 Trifolium pratense Nutrition 0.000 description 1
- 240000002913 Trifolium pratense Species 0.000 description 1
- 235000013540 Trifolium repens var repens Nutrition 0.000 description 1
- 235000019714 Triticale Nutrition 0.000 description 1
- 240000003834 Triticum spelta Species 0.000 description 1
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 1
- 239000013504 Triton X-100 Substances 0.000 description 1
- GLNADSQYFUSGOU-GPTZEZBUSA-J Trypan blue Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[Na+].C1=C(S([O-])(=O)=O)C=C2C=C(S([O-])(=O)=O)C(/N=N/C3=CC=C(C=C3C)C=3C=C(C(=CC=3)\N=N\C=3C(=CC4=CC(=CC(N)=C4C=3O)S([O-])(=O)=O)S([O-])(=O)=O)C)=C(O)C2=C1N GLNADSQYFUSGOU-GPTZEZBUSA-J 0.000 description 1
- 241000959260 Typhula Species 0.000 description 1
- 108090000848 Ubiquitin Proteins 0.000 description 1
- 102000044159 Ubiquitin Human genes 0.000 description 1
- 241000530164 Volkameria aculeata Species 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- 241000209149 Zea Species 0.000 description 1
- 235000016383 Zea mays subsp huehuetenangensis Nutrition 0.000 description 1
- JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N [3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-[[5-(2-amino-6-oxo-1H-purin-9-yl)-3-hydroxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxyoxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(5-methyl-2,4-dioxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(6-aminopurin-9-yl)oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl]oxy-5-(4-amino-2-oxopyrimidin-1-yl)oxolan-2-yl]methyl [5-(6-aminopurin-9-yl)-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] hydrogen phosphate Polymers Cc1cn(C2CC(OP(O)(=O)OCC3OC(CC3OP(O)(=O)OCC3OC(CC3O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)C(COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3COP(O)(=O)OC3CC(OC3CO)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3ccc(N)nc3=O)n3cc(C)c(=O)[nH]c3=O)n3cnc4c3nc(N)[nH]c4=O)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)n3cnc4c(N)ncnc34)O2)c(=O)[nH]c1=O JLCPHMBAVCMARE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 235000021016 apples Nutrition 0.000 description 1
- 239000012062 aqueous buffer Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 235000021015 bananas Nutrition 0.000 description 1
- 102000005936 beta-Galactosidase Human genes 0.000 description 1
- 108010005774 beta-Galactosidase Proteins 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 229960001561 bleomycin Drugs 0.000 description 1
- OYVAGSVQBOHSSS-UAPAGMARSA-O bleomycin A2 Chemical compound N([C@H](C(=O)N[C@H](C)[C@@H](O)[C@H](C)C(=O)N[C@@H]([C@H](O)C)C(=O)NCCC=1SC=C(N=1)C=1SC=C(N=1)C(=O)NCCC[S+](C)C)[C@@H](O[C@H]1[C@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](CO)O1)O[C@@H]1[C@H]([C@@H](OC(N)=O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1)O)C=1N=CNC=1)C(=O)C1=NC([C@H](CC(N)=O)NC[C@H](N)C(N)=O)=NC(N)=C1C OYVAGSVQBOHSSS-UAPAGMARSA-O 0.000 description 1
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000032823 cell division Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 235000019693 cherries Nutrition 0.000 description 1
- 235000020971 citrus fruits Nutrition 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 108091036078 conserved sequence Proteins 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J diphosphate(4-) Chemical compound [O-]P([O-])(=O)OP([O-])([O-])=O XPPKVPWEQAFLFU-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 235000011180 diphosphates Nutrition 0.000 description 1
- 231100000676 disease causative agent Toxicity 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 230000000816 effect on animals Effects 0.000 description 1
- 230000009982 effect on human Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 229930003935 flavonoid Natural products 0.000 description 1
- 235000017173 flavonoids Nutrition 0.000 description 1
- 150000002215 flavonoids Chemical class 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000001502 gel electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 229940116332 glucose oxidase Drugs 0.000 description 1
- 235000019420 glucose oxidase Nutrition 0.000 description 1
- XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N glyphosate Chemical compound OC(=O)CNCP(O)(O)=O XDDAORKBJWWYJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940097068 glyphosate Drugs 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- ZJYYHGLJYGJLLN-UHFFFAOYSA-N guanidinium thiocyanate Chemical compound SC#N.NC(N)=N ZJYYHGLJYGJLLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000009424 haa Nutrition 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
- 235000008216 herbs Nutrition 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000002458 infectious effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229930027917 kanamycin Natural products 0.000 description 1
- 229960000318 kanamycin Drugs 0.000 description 1
- SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N kanamycin Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CN)O[C@@H]1O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O[C@@H]2[C@@H]([C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)[C@H](N)C[C@@H]1N SBUJHOSQTJFQJX-NOAMYHISSA-N 0.000 description 1
- 229930182823 kanamycin A Natural products 0.000 description 1
- 101150066555 lacZ gene Proteins 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 235000009973 maize Nutrition 0.000 description 1
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 229960000485 methotrexate Drugs 0.000 description 1
- 238000007431 microscopic evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 1
- 235000014571 nuts Nutrition 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 150000002927 oxygen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008506 pathogenesis Effects 0.000 description 1
- 235000021017 pears Nutrition 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000000575 pesticide Substances 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 230000000243 photosynthetic effect Effects 0.000 description 1
- 235000021118 plant-derived protein Nutrition 0.000 description 1
- 239000013600 plasmid vector Substances 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 235000012015 potatoes Nutrition 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 235000013526 red clover Nutrition 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003362 replicative effect Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 235000012045 salad Nutrition 0.000 description 1
- 235000019515 salmon Nutrition 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009331 sowing Methods 0.000 description 1
- 238000012409 standard PCR amplification Methods 0.000 description 1
- 235000021012 strawberries Nutrition 0.000 description 1
- 229960005322 streptomycin Drugs 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- YROXIXLRRCOBKF-UHFFFAOYSA-N sulfonylurea Chemical compound OC(=N)N=S(=O)=O YROXIXLRRCOBKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000004114 suspension culture Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 235000013616 tea Nutrition 0.000 description 1
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 108700020534 tetracycline resistance-encoding transposon repressor Proteins 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000010474 transient expression Effects 0.000 description 1
- YNJBWRMUSHSURL-UHFFFAOYSA-N trichloroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(Cl)(Cl)Cl YNJBWRMUSHSURL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000003260 vortexing Methods 0.000 description 1
- 239000011534 wash buffer Substances 0.000 description 1
- 235000014101 wine Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/82—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for plant cells, e.g. plant artificial chromosomes (PACs)
- C12N15/8241—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology
- C12N15/8261—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield
- C12N15/8271—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance
- C12N15/8279—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance
- C12N15/8282—Phenotypically and genetically modified plants via recombinant DNA technology with agronomic (input) traits, e.g. crop yield for stress resistance, e.g. heavy metal resistance for biotic stress resistance, pathogen resistance, disease resistance for fungal resistance
Landscapes
- Genetics & Genomics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Cell Biology (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Pilzresistenz in transgenen Pflanzen, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass ein rekombinantes Nukleinsäuremolekül, umfassend eine Nukleinsäuresequenz, die zu einer Nukleinsäuresequenz eines Pilzes homolog und/oder komplementär ist und die in der Pflanze transkribiert wird, so dass bei Infektion der Pflanze mit diesem Pilz die in der Pflanze transkribierte Nukleinsäuresequenz mit der homologen und/oder komplementären Nukleinsäuresequenz des Pilzes oder Teilen davon derart interagiert, dass die Expression der Nukleinsäuresequenz des Pilzes im Wesentlichen unterbunden wird, in die Pflanze eingebracht wird. DOLLAR A Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Identifizierung von Pilzgenen, bei denen die Hemmung ihrer Expression Pilzresistenz vermittelt sowie die Verwendung von Nukleinsäuresequenzen, die zu einer Nukleinsäuresequenz eines oder mehrerer Pilze homolog und/oder komplementär sind, zur Herstellung von transgenen Pflanzen mit erhöhter Pilzresistenz.The present invention relates to a method for increasing fungal resistance in transgenic plants, which is characterized in that a recombinant nucleic acid molecule comprising a nucleic acid sequence which is homologous and / or complementary to a nucleic acid sequence of a fungus and which is transcribed in the plant upon infection of the plant with this fungus, the nucleic acid sequence transcribed in the plant interacts with the homologous and / or complementary nucleic acid sequence of the fungus or parts thereof such that the expression of the nucleic acid sequence of the fungus is substantially prevented from being introduced into the plant. DOLLAR A The present invention also relates to a method for the identification of fungal genes in which the inhibition of their expression mediates fungal resistance and the use of nucleic acid sequences which are homologous and / or complementary to a nucleic acid sequence of one or more fungi for the production of transgenic plants with elevated fungal resistance.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Pilzresistenz in transgenen Pflanzen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein rekombinantes Nukleinsäuremolekül umfassend eine Nukleinsäuresequenz, die zu einer Nukleinsäuresequenz eines Pilzes homolog und/oder komplementär ist und die in der Pflanze transkribiert wird, so dass bei Infektion der Pflanze mit diesem Pilz die in der Pflanze transkribierte Nukleinsäuresequenz mit der homologen und/oder komplementären Nukleinsäuresequenz des Pilzes oder Teilen davon derart interagiert, dass die Expression der Nukleinsäuresequenz des Pilzes im Wesentlichen unterbunden wird, in die Pflanze eingebracht wird.The The present invention relates to a method for increasing the Fungal resistance in transgenic plants, which is characterized in that a recombinant nucleic acid molecule comprising a nucleic acid sequence, to a nucleic acid sequence a fungus is homologous and / or complementary and that in the plant is transcribed so that when infected the plant with this Fungus transcribed in the plant nucleic acid sequence with the homologous and / or complementary nucleic acid sequence of the fungus or parts thereof interacts in such a way that expression the nucleic acid sequence The fungus is essentially prevented from being introduced into the plant becomes.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Identifizierung von Pilzgenen, bei denen die Hemmung ihrer Expression in transgenen Pflanzen Pilzresistenz vermittelt sowie die Verwendung von Nukleinsäuresequenzen, die zu einer Nukleinsäuresequenz eines oder mehrerer Pilze homolog und/oder komplementär sind, zur Herstellung von transgenen Pflanzen mit erhöhter Pilzresistenz.The The present invention also relates to a method of identification of fungal genes in which the inhibition of their expression in transgenic Plant fungal resistance as well as the use of nucleic acid sequences, to a nucleic acid sequence one or more fungi are homologous and / or complementary, for the production of transgenic plants with increased fungal resistance.
Pflanzenkrankheiten, die durch verschiedene Pathogene wie z. B. Viren, Bakterien und Pilze verursacht werden, können beim Anbau von Kulturpflanzen zu erheblichen Ernteausfällen führen, was zum einen wirtschaftliche Folgen hat, aber auch die Sicherheit der menschlichen Ernährung bedroht. So kann etwa der Befall von Getreide mit Blumeria graminis, dem Erreger des Echten Mehltaus, zu Ertragsverlusten von mehr als 30% führen.Plant diseases by different pathogens such. As viruses, bacteria and Mushrooms can be caused crop crops lead to significant crop failures, which on the one hand has economic consequences, but also the safety of human nutrition threatened. For example, the infestation of cereals with Blumeria graminis, the causative agent of powdery mildew, to yield losses of more than 30% lead.
Seit dem letzten Jahrhundert werden zur Kontrolle von Pilzerkrankungen chemische Fungizide eingesetzt. Durch den Einsatz dieser Stoffe konnte zwar das Ausmaß von Pflanzenerkrankungen reduziert werden, es ist allerdings bis heute nicht auszuschließen, dass diese Verbindungen eine schädliche Wirkung auf Mensch, Tier und Umwelt ausüben. Um langfristig den Verbrauch von herkömmlichen Pflanzenschutzmitteln auf ein Minimum zu reduzieren, ist es daher von Bedeutung, die natürliche Pathogenabwehr von verschiedenen Pflanzen gegenüber unterschiedlichen Erregern zu untersuchen und sie sich durch gentechnologische Manipulation, z. B. durch das Einführen externer Resistenzgene oder durch die Manipulation der endogenen Genexpression in den Pflanzen, zur Herstellung von pathogenresistenten Pflanzen gezielt nutzbar zu machen.since The last century will be used to control fungal diseases used chemical fungicides. Through the use of these substances Although the extent of Plant diseases are reduced, but it is still today not be ruled out, that these compounds are harmful Have an effect on humans, animals and the environment. In the long term consumption from conventional It is therefore to reduce pesticides to a minimum important, the natural Pathogen defense of different plants against different pathogens to investigate and identify them through genetic manipulation, z. B. by the insertion external resistance genes or by the manipulation of endogenous gene expression in the plants, for the production of pathogen-resistant plants to make targeted use.
Als Resistenz bezeichnet man die Fähigkeit einer Pflanze, Befall und Besiedelung durch einen Schaderreger zu verhindern oder zumindest zu begrenzen. Die Pflanzen verfügen über ein gewisses Maß an natürlicher Resistenz, die durch die Bildung von spezifischen Abwehrsubstanzen wie Isoprenoiden, Flavonoiden, Enzymen und reaktiven Sauerstoffverbindungen vermittelt wird.When Resistance is the ability a plant, infested and colonized by a pest prevent or at least limit it. The plants have one certain degree naturally Resistance caused by the formation of specific defense substances such as isoprenoids, flavonoids, enzymes and reactive oxygen compounds is taught.
Daher besteht ein Ansatz zur Herstellung transgener Pflanzen mit erhöhter Pilzresistenz darin, ein pflanzliches Gen, das zur Bildung dieser spezifischen Abwehrsubstanzen führt, in der Pflanze zu überexprimieren. So konnten bereits Chitinase- (WO 92/17591) und Pathogeneseverwandte Gene (WO 92/20800) sowie Gene für verschiedene oxidierende Enzyme wie etwa Glucoseoxidase (WO 95/21924) und Oxalatoxidase (WO 99/04013) in Pflanzen überexprimiert und dadurch Pflanzen mit erhöhter Pilzresistenz hergestellt werden.Therefore There is an approach to produce transgenic plants with increased fungal resistance in it, a herbal gene that contributes to the formation of this specific Defensive substances leads, in the plant to overexpress. Thus, chitinase (WO 92/17591) and pathogenesis could already be related Gene (WO 92/20800) and genes for various oxidizing enzymes such as glucose oxidase (WO 95/21924) and oxalate oxidase (WO 99/04013) are overexpressed in plants and thereby plants with elevated Fungal resistance are produced.
Umgekehrt konnte aber auch gezeigt werden, dass manche pflanzliche Gene erst den Eintritt des Pilzes in die Pflanze ermöglichen. Daher besteht ein alternativer Ansatz zur Herstellung transgener Pflanzen mit erhöhter Pilzresistenz darin, die Expression dieser pflanzlichen Gene, die z. B. für eine Polyphenoloxidase (WO 02/061101), NADPH-Oxidase (WO 2004/009820) und das Mlo-Gen (WO 00/01722) kodieren, in transgenen Pflanzen zu hemmen.Vice versa but it could also be shown that some plant genes only allow the entry of the fungus into the plant. Therefore, there is one alternative approach for producing transgenic plants with increased fungal resistance therein, the expression of these plant genes, the z. B. for a polyphenol oxidase (WO 02/061101), NADPH oxidase (WO 2004/009820) and the Mlo gene (WO 00/01722) encode in transgenic plants.
Jedoch stehen nach wie vor nicht gegen alle Pilzpathogene Resistenzgene zur Verfügung, mit denen die Pflanzen resistent gegen diese speziellen Pilze gemacht werden können. Zudem vermitteln einige der bekannten Resistenzgene nur einen zeitlich begrenzten Schutz und können daher nicht zur Herstellung einer dauerhaften Resistenz in transgenen Pflanzen verwendet werden.however are still not resistant to all fungal pathogenic resistance genes to disposal, which made the plants resistant to these special fungi can be. In addition, some of the known resistance genes mediate only a temporal limited protection and can therefore not for producing a permanent resistance in transgenic Plants are used.
Daher besteht nach wie vor ein Bedarf nach Verfahren zur Herstellung von transgenen Pflanzen mit erhöhter Pilzresistenz und nach Verfahren zur Identifizierung von Genen, die zur Herstellung von transgenen Pflanzen mit erhöhter Pilzresistenz verwendet werden können.Therefore There is still a need for methods of making transgenic plants with elevated Fungal resistance and by methods for the identification of genes, for the production of transgenic plants with increased fungal resistance can be used.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein zu den Methoden des Standes der Technik alternatives Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem es möglich ist, transgene Pflanzen mit einer erhöhten Pilzresistenz herzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem Pflanzen hergestellt werden können, die eine Resistenz gegenüber einem breiten Spektrum verschiedener Pilzarten aufweisen. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem Gene aufgefunden werden können, die dazu verwendet werden können, transgene Pflanzen mit erhöhter Pilzresistenz herzustellen.task The present invention is therefore one of the methods of Prior art alternative method available make it possible with that is to produce transgenic plants with increased fungal resistance. In particular, it is an object of the present invention to provide a Procedure available to produce plants that can be produced a resistance to a broad spectrum of different types of fungi. Further It is an object of the invention to provide a method with which genes can be found that are used for this purpose can, transgenic plants with elevated To produce fungal resistance.
Zur Lösung dieser und weiterer Aufgaben, wie sie sich aus der Beschreibung ergeben, dienen die Merkmale der unabhängigen Ansprüche.to solution this and other tasks, as it is clear from the description serve the features of the independent claims.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche definiert.preferred embodiments The invention is defined by the features of the subclaims.
Die Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung dadurch gelöst, dass ein Verfahren zur Erhöhung der Pilzresistenz in transgenen Pflanzen zur Verfügung gestellt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein rekombinantes Nukleinsäuremolekül umfassend eine Nukleinsäuresequenz, die zu einer Nukleinsäuresequenz eines Pilzes homolog und/oder komplementär ist und die in der Pflanze transkribiert wird, so dass bei Infektion der Pflanze mit diesem Pilz die in der Pflanze transkribierte Nukleinsäuresequenz mit der homologen und/oder komplementären Nukleinsäuresequenz des Pilzes oder Teilen davon derart interagiert, dass die Expression der Nukleinsäuresequenz des Pilzes im Wesentlichen unterbunden wird, in die Pflanze eingebracht wird.The Problems are solved by the present invention in that a method of increase the fungal resistance provided in transgenic plants characterized in that it comprises a recombinant nucleic acid molecule a nucleic acid sequence, to a nucleic acid sequence a fungus is homologous and / or complementary and that in the plant is transcribed so that when infected the plant with this Fungus transcribed in the plant nucleic acid sequence with the homologous and / or complementary nucleic acid sequence of the fungus or parts thereof interacts in such a way that expression the nucleic acid sequence The fungus is essentially prevented from being introduced into the plant becomes.
Die Aufgaben werden ebenfalls durch ein Verfahren zur Identifizierung von Pilzgenen gelöst, bei denen die Hemmung ihrer Expression in transgenen Pflanzen Pilzresistenz vermittelt, umfassend die Schritte (a) Identifizieren geeigneter Zielgene, (b) Herstellen von RNAi-Konstrukten für diese Zielgene in einem geeigneten Vektor, (c) Transformieren der RNAi-Konstrukte in geeignete Testpflanzen, (d) Inokulieren der Testpflanzen mit einem geeigneten Pilz und (e) Auswerten des Pilzbefalls der Pflanze mit einem geeigneten Auswerteverfahren.The Tasks are also performed by a method of identification solved by fungal genes, in which the inhibition of their expression in transgenic plants fungal resistance comprising the steps of (a) identifying appropriate ones Target genes, (b) preparing RNAi constructs for these target genes in a suitable vector, (c) transform the RNAi constructs in suitable test plants, (d) inoculating the test plants with a suitable fungus and (e) evaluating the fungal attack of the plant with a suitable evaluation method.
Während bei den Verfahren des Standes der Technik, wie sie oben beschrieben wurden, ein endogen in der Pflanze vorliegendes Gen entweder überexprimiert oder gehemmt wird, so dass die Pflanze eine erhöhte Pilzresistenz entwickelt, wird bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung eine grundlegend andere Strategie gewählt.While at the prior art methods as described above were either overexpressed, an endogenously present in the plant gene or inhibited so that the plant develops increased fungal resistance, is in a method according to the present Invention chosen a fundamentally different strategy.
Es wurde nämlich überraschenderweise festgestellt, dass durch die Expression einer zu der Nukleinsäuresequenz eines Pilzgens homologen und/oder komplementären Nukleinsäuresequenz in einer Pflanze die Pilzresistenz dieser Pflanze erhöht werden kann, indem die Expression des Pilzgens gehemmt wird. Da somit das „gene silencing" im Pilz durch eine Nukleinsäuresequenz bewirkt wird, die vom Wirt des Pilzes, der Pflanze, gebildet wird, wird dieses Verfahren auch als „host-induced gene silencing" (HIGS) bezeichnet.It was in fact surprising found that by expressing one to the nucleic acid sequence of a fungal gene homologous and / or complementary nucleic acid sequence in a plant, the fungal resistance of this plant is increased can be inhibited by the expression of the fungal gene. Thus, the "gene silencing" in the fungus by a nucleic acid sequence caused by the host of the fungus, the plant, This method is also referred to as "host-induced gene silencing" (HIGS).
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Erhöhung der Pilzresistenz in transgenen Pflanzen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein rekombinantes Nukleinsäuremolekül umfassend eine Nukleinsäuresequenz, die zu einer Nukleinsäuresequenz eines Pilzes homolog und/oder komplementär ist und die in der Pflanze transkribiert wird, so dass bei Infektion der Pflanze mit diesem Pilz die in der Pflanze transkribierte Nukleinsäuresequenz mit der homologen und/oder komplementären Nukleinsäuresequenz des Pilzes oder Teilen davon derart interagiert, dass die Expression der Nukleinsäuresequenz des Pilzes im Wesentlichen unterbunden wird, in die Pflanze eingebracht wird.object The invention therefore provides a method for increasing fungal resistance in transgenic Plants, characterized in that a recombinant Nucleic acid molecule comprising a nucleic acid sequence, to a nucleic acid sequence a fungus is homologous and / or complementary and that in the plant is transcribed so that when infected the plant with this Fungus transcribed in the plant nucleic acid sequence with the homologous and / or complementary nucleic acid sequence of the fungus or parts thereof interacts in such a way that expression the nucleic acid sequence The fungus is essentially prevented from being introduced into the plant becomes.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind transgene Pflanzen bzw. Pflanzenzellen, die nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden und im Vergleich zum Wildtyp über erhöhte Pilzresistenz verfügen.One Another object of the present invention are transgenic plants or plant cells, according to one of the methods of the invention and have increased fungal resistance compared to the wild type.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Nukleinsäuresequenzen, die zu einer Nukleinsäuresequenz eines oder mehrerer Pilze homolog und/oder komplementär sind, zur Herstellung von transgenen Pflanzen mit erhöhter Pilzresistenz.Also The invention relates to the use of nucleic acid sequences, to a nucleic acid sequence one or more fungi are homologous and / or complementary, for the production of transgenic plants with increased fungal resistance.
"Pilzresistenz" meint das Vermindern oder Abschwächen von Krankheitssymptomen einer Pflanze infolge eines Befalls durch einen Pilz. Die Symptome können vielfältiger Art sein, umfassen aber bevorzugt solche, die direkt oder indirekt zu einer Beeinträchtigung der Qualität der Pflanze, der Quantität des Ertrags, der Eignung zur Verwendung als Futter- oder Nahrungsmittel führen oder aber auch Aussaat, Anbau, Ernte oder Prozessierung des Ernteguts erschweren. Ebenso bedeutet "Pilzresistenz", dass ein Pilz in einer Pflanze ein vermindertes Wachstum und eine verminderte oder ausbleibende Weiterverbreitung zeigt."Fungal resistance" means reducing or attenuating disease symptoms of a plant as a result of attack by a fungus. The symptoms may be of a variety of types, but preferably include those directly or indirectly affecting the quality of the plant, the quantity of the yield, the Suitability for use as feed or food or make sowing, cultivation, harvest or processing of the crop difficult. Likewise, "fungal resistance" means that a fungus in a plant shows reduced growth and decreased or absent proliferation.
Unter dem Begriff "erhöhte Pilzresistenz" wird erfindungsgemäß verstanden, dass die erfindungsgemäßen transgenen Pflanzen bzw. Pflanzenzellen durch Pilze weniger stark und/oder weniger häufig befallen werden als nicht-transformierte Wildtyp-Pflanzen bzw. Pflanzenzellen, die ansonsten gleich behandelt wurden (z. B. Klima- und Anbaubedingungen, Pilzart, usw.). Bevorzugt ist der Befall mit Pilzen mindestens um den Faktor 2, besonders bevorzugt mindestens um den Faktor 3, insbesondere bevorzugt mindestens um den Faktor 5 und am meisten bevorzugt mindestens um den Faktor 10 reduziert, was sich in einer Verminderung der Ausbildung von Krankheitssymptomen äußert. Der Begriff "erhöhte Pilzresistenz" beinhaltet dabei auch eine so genannte transiente Pilzresistenz, d.h. dass die erfindungsgemäßen transgenen Pflanzen bzw. Pflanzenzellen nur für einen begrenzten Zeitraum eine gegenüber dem entsprechenden Wildtyp erhöhte Pilzresistenz aufweisen.Under the term "increased fungal resistance" is understood according to the invention, that the transgenic invention Plants or plant cells by fungi less strong and / or less often are infested as non-transformed wild-type plants or plant cells, otherwise treated equally (eg climatic and growing conditions, Mushroom type, etc.). The infestation with fungi is preferably at least about the factor 2, more preferably at least a factor of 3, in particular preferably at least a factor of 5, and most preferably at least reduced by a factor of 10, resulting in a reduction in training of disease symptoms. Of the Term "increased fungal resistance" includes also a so-called transient fungal resistance, i. that the transgenic invention Plants or plant cells only for a limited period one opposite increased the corresponding wild type Have fungal resistance.
Pilzpathogene oder pilz-ähnliche Pathogene (wie z. B. Chromista) stammen vorzugsweise aus der Gruppe umfassend Plasmodiophoramycota, Oomycota, Ascomycota, Chytridiomyceten, Zygomyceten, Basidiomycota und Deuteromyceten (Fungi imperfecti). Beispielhaft, jedoch nicht einschränkend, seien die in Tabelle 1 genannten Pilzpathogene und die mit ihnen in Zusammenhang gebrachten Erkrankungen zu nennen.fungal pathogens or mushroom-like Pathogens (such as Chromista) are preferably from the group comprising Plasmodiophoramycota, Oomycota, Ascomycota, Chytridiomycetes, Zygomycetes, Basidiomycota and Deuteromycetes (Fungi imperfecti). By way of example, but not limitation, are those in Table 1 mentioned and associated with them To name diseases.
Tabelle 1: Pflanzliche Pilzerkrankungen Table 1: Plant fungal diseases
Besonders bevorzugt bewirkt die Hemmung der Expression des Pilzgens eine Resistenz gegen
- – Plasmodiophoromycota wie Plasmodiophora brassicae (Kohlhernie, clubroot of crucifers), Spongospora subterranea (powdery scab of potato tubers), Polymyxa graminis (root disease of cereals and grasses);
- – Oomycota wie Bremia lactucae (Falscher Mehltau an Salat), Peronospora (Falscher Mehltau) bei snapdragon (P. antirrhini), Zwiebel (P. destructor), Spinat (P. effusa), Sojabohne (P. manchurica), Tabak ("blue mold" = Blauschimmel; P. tabacina) Alfalfa und Klee (P. trifolium), Pseudoperonospora humuli (Falscher Mehltau an Hopfen), Plasmopara (Falscher Mehltau bei Trauben) (P. viticola) und Sonnenblume (P. halstedii), Sclerophtohra macrospora (Falscher Mehltau bei Cerealien und Gäsern), Pythium (seed rot, seedling damping-off, and root rot and all types of plants, z.B. Wurzelbrand an Beta-Rübe durch P. debaryanum), Phytophthora infestans (Kraut- und Knollenfäule bei Kartoffel, Braunfäule bei Tomate etc.), Albugo spec. (white rust on cruciferous plants);
- – Ascomycota wie Microdochium nivale (Schneeschimmel an Roggen und Weizen), Fusarium graminearum, Fusarium culmorum (Ährenfäule v.a. bei Weizen), Fusarium oxysporum (Fusarium-Welke an Tomate), Blumeria graminis (Echter Mehltau an Gerste (f.sp. hordei) und Weizen (f.sp. tritici)), Erysiphe pisi (Erbsenmehltau), Nectria galligena (Obstbaumkrebs), Unicnula necator (Echter Mehltau der Weinrebe), Pseudopeziza tracheiphila (Roter Brenner der Weinrebe), Claviceps purpurea (Mutterkorn an z.B. Roggen und Gräsern), Gaeumannomyces graminis (Schwarzbeinigkeit an Weizen, Roggen u.a. Gräsern), Magnaporthe grisea (rice blast disease), Pyrenophora graminea (Streifenkrankheit an Gerste), Pyrenophora teres (Netzfleckenkrankheit an Gerste), Pyrenophora tritici-repentis (Blattfleckenkrankheit (Blattdürre) an Weizen), Venturia inaequalis (Apfelschorf), Sclerotinia sclerotium (Weißstengeligkeit, Rapskrebs), Pseudopeziza medicaginis (Klappenschorf an Luzerne, Weiß- und Rotklee);
- – Basidiomyceten wie Typhula incarnata (Typhula-Fäule an Gerste, Roggen, Weizen), Ustilago maydis (Beulenbrand an Mais), Ustilago nuda (Flugbrand an Gerste), Ustilago tritici (Flugbrand an Weizen, Dinkel), Ustilago avenae (Flugbrand an Hafer), Rhizoctonia solani (Wurzeltöter an Kartoffeln), Sphacelotheca spp. (head smut of sorghum), Melampsora lini (rust of flax), Puccinia graminis (Schwarzrost an Weizen, Gerste, Roggen, Hafer), Puccinia recondita (Braunrost an Weizen), Puccinia dispersa (Braunrost an Roggen), Puccinia hordei (Braunrost an Gerste), Puccinia coronata (Kronenrost an Hafer), Puccinia striiformis (Gelbrost an Weizen, Gerste, Roggen sowie zahlreichen Gräsern), Uromyces appendiculatus (Bohnenrost), Sclerotium rolfsii (root and stem rots of many plants);
- – Deuteromyceten (Fungi imperfecti) wie Septoria nodorum (Spelzenbräune) an Weizen (Septoria tritici), Pseudocercosporella herpotrichoides (Halmbruchkrankheit an Weizen, Gerste, Roggen), Rynchosporium secalis (Blattfleckenkrankheit an Roggen und Gerste), Alternaria solani (Dürrfleckenkrankheit an Kartoffel, Tomate), Phoma betae (Wurzelbrand an Beta-Rübe), Cercospora beticola (Cercospora-Blattfleckenkrankheit an Beta-Rübe), (Alternaria brassicae (Rapsschwärze an Raps, Kohl u.a. Kreuzblütlern), Verticillium dahliae (Rapswelke und -stengelfäule), Colletotrichum lindemuthianum (Brennfleckenkrankheit an Bohne), Phoma lingam – Umfallkrankheit (Schwarzbeinigkeit an Kohl; Wurzelhals- oder Stengelfäule an Raps), Botrytis cinerea (Grauschimmel an Weinrebe, Erdbeere, Tomate, Hopfen etc.).
- - Plasmodiophoromycota such as Plasmodiophora brassicae (cabbage hernia, clubroot of crucifers), Spongospora subterranea (powdery scab of potato tubers), Polymyxa graminis (root disease of cereals and grasses);
- - Oomycota such as Bremia lactucae (downy mildew on lettuce), Peronospora (downy mildew) at snapdragon (P. antirrhini), onion (P. destructor), spinach (P. effusa), soybean (P. manchurica), tobacco ("blue mold "= blue sky; P. tabacina) alfalfa and clover (P. trifolium), Pseudoperonospora humuli (downy mildew on hops), Plasmopara (downy mildew in grapes) (P. viticola) and sunflower (P. halstedii), Sclerophtohra macrospora ( Downy mildew on cereals and gals), Pythium (seed red, seedling damping-off, and root red and all types of plants, eg root blight on beta beet by P. debaryanum), Phytophthora infestans (late blight on potato, brown rot in tomato etc.), Albugo spec. (white rust on cruciferous plants);
- Ascomycota such as Microdochium nivale (snow mold on rye and wheat), Fusarium graminearum, Fusarium culmorum (ear rot especially in wheat), Fusarium oxysporum (Fusarium wilt on tomato), Blumeria graminis (powdery mildew on barley (f.sp. hordei) and Wheat (f.sp. tritici)), Erysiphe pisi (pea thaw), Nectria galligena (fruit tree crayfish), Unicnula necator (grapevine powdery mildew), Pseudopeziza tracheiphila (red burner of the grapevine), Claviceps purpurea (ergot to eg rye and grass gneus), Gaeumannomyces graminis (blackleg on wheat, rye, etc. grasses), Magnaporthe grisea (rice blast disease), Pyrenophora graminea (barley on barley), Pyrenophora teres (net blotch on barley), Pyrenophora tritici-repentis (leaf blotch (leaf blight) on wheat ), Venturia inaequalis (apple scab), Sclerotinia sclerotium (white stem, rape), Pseudopeziza medicaginis (valve scab on alfalfa, white and red clover);
- - Basidiomycetes such as Typhula incarnata (Typhula blight on barley, rye, wheat), Ustilago maydis (blubber on corn), Ustilago nuda (blaze of barley), Ustilago tritici (blaze of wheat, spelled), Ustilago avenae (blaze of oats) , Rhizoctonia solani (root-killer on potatoes), Sphacelotheca spp. (head smut of sorghum), Melampsina lini (rust of flax), Puccinia graminis (black rust on wheat, barley, rye, oats), Puccinia recondita (brown rust on wheat), Puccinia dispersa (brown rust on rye), Puccinia hordei (brown rust on Barley), Puccinia coronata (crown rust on oats), Puccinia striiformis (yellow rust on wheat, barley, rye and numerous grasses), Uromyces appendiculatus (bean rust), Sclerotium rolfsii (root and stem reds of many plants);
- - Deuteromycetes (Fungi imperfecti) such as Septoria nodorum (teal tubers) on wheat (Septoria tritici), Pseudocercosporella herpotrichoides (wheat strawberries, barley, rye), Rynchosporium secalis (leaf spot disease on rye and barley), Alternaria solani (drought on potato, tomato) , Phoma betae (root burn on beta beet), Cercospora beticola (Cercospora leaf spot disease on beta beet), (Alternaria brassicae (canola black oilseed rape, cabbage and other cruciferous vegetables), Verticillium dahliae (rape wilt and stalk rot), Colletotrichum lindemuthianum (focal blotch disease) Bean), Phoma lingam - turnip disease (blackleg on cabbage, root and stem rot on rape), Botrytis cinerea (gray mold on grapevine, strawberry, tomato, hops, etc.).
Am meisten bevorzugt sind die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Pflanzen resistent gegen Phytophthora infestans (Kraut- und Knollenfäule, Braunfäule bei Tomate etc.), Microdochium nivale (vormals Fusarium nivale; Schneeschimmel an Roggen und Weizen), Fusarium graminearum, Fusarium culmorum (Ährenfäule an Weizen), Fusarium oxysporum (Fusarium-Welke an Tomate), Blumeria graminis (Echter Mehltau an Gerste (f. sp. hordei) und Weizen (f. sp. tritici)), Magnaporthe grisea (rice blast disease), Sclerotinia sclerotium (Weißstengeligkeit, Rapskrebs), Septoria nodorum und Septoria tritici (Spelzenbräune an Weizen), Alternaria brassicae (Rapsschwärze an Raps, Kohl u.a. Kreuzblütlern), Phoma lingam (Umfallkrankheit, Schwarzbeinigkeit an Kohl; Wurzelhals- oder Stengelfäule an Raps).At the Most preferred are those by the method of the invention plants resistant to Phytophthora infestans (herbaceous and blight, blight in tomato etc.), Microdochium nivale (formerly Fusarium nivale; Snow mold on rye and wheat), Fusarium graminearum, Fusarium culmorum (wheat rot), Fusarium oxysporum (Fusarium wilt on tomato), Blumeria graminis (Powdery mildew on barley (formerly hordei) and wheat (for sp. Tritici)), Magnaporthe grisea (rice blast disease), Sclerotinia sclerotium (Weißstengeligkeit, Rapeseed), Septoria nodorum and Septoria tritici (tuber of wheat), Alternaria brassicae (rapeseed blackened on rapeseed, cabbage and others Crucifer) Phoma lingam (turnip disease, blackleg on cabbage, root or stem rot on rape).
Unter einem "Wildtyp" wird erfindungsgemäß der entsprechende nicht genetisch veränderte Ausgangsorganismus verstanden.Under a "wild type" according to the invention is the corresponding not genetically modified Starting organism understood.
Erfindungsgemäß können transgene Pflanzen, die über eine erhöhte Pilzresistenz verfügen, dadurch hergestellt werden, dass ein rekombinantes Nukleinsäuremolekül umfassend eine Nukleinsäuresequenz, die zu einer Nukleinsäuresequenz eines Pilzes homolog und/oder komplementär ist und die in der Pflanze transkribiert wird, so dass bei Infektion der Pflanzen mit diesem Pilz die in der Pflanze transkribierte Nukleinsäuresequenz mit der homologen und/oder komplementären Nukleinsäuresequenz des Pilzes oder Teilen davon derart interagiert, dass die Expression der Nukleinsäuresequenz des Pilzes im Wesentlichen unterbunden wird, in die Pflanze eingebracht wird.According to the invention, transgenic Plants that over an increased Fungus resistance, be prepared by comprising a recombinant nucleic acid molecule a nucleic acid sequence, to a nucleic acid sequence a fungus is homologous and / or complementary and that in the plant is transcribed so that when infected the plants with this Fungus transcribed in the plant nucleic acid sequence with the homologous and / or complementary nucleic acid sequence of the fungus or parts thereof interacts in such a way that expression the nucleic acid sequence The fungus is essentially prevented from being introduced into the plant becomes.
"Im Wesentlichen unterbunden" bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass das Expressionslevel der Nukleinsäuresequenz des Pilzes in den transgenen Pflanzen auf ein Niveau reduziert ist, bei dem die Pflanzen eine erhöhte Resistenz gegenüber Pilzinfektionen zeigen bzw. nach anfänglichen Symptomen einer Pilzinfektion Anzeichen für eine Erholung aufweisen. Unter "transgenen Pflanzen mit erhöhter Pilzresistenz" werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch solche Pflanzen verstanden, die geringe Symptome einer Pilzinfektion zeigen, die jedoch so schwach ausgeprägt sind, dass die Verwendbarkeit und Nutzbarkeit der befallenen Pflanzen nicht in Frage gestellt ist. Erfindungsgemäße Pflanzen weisen einen im Wesentlichen unveränderten Phänotyp auf, d.h. die Verwendung als Nutz-, Nahrungs- oder Futterpflanze usw. ist nicht in Frage gestellt."Substantially suppressed" means in the context of the present invention that the expression level of the nucleic acid sequence of the fungus in the transgenic plants is reduced to a level in which the plants increased one Resistance to Fungal infections show or after initial symptoms of a fungal infection Signs for have a recovery. Under "transgenic Plants with elevated Fungus resistance " understood in the context of the present invention, such plants, show the low symptoms of a fungal infection, however, so weak pronounced are that the usability and usability of the affected plants not questioned. Inventive plants have an im Essentially unchanged phenotype on, i. the use as a useful, food or fodder plant etc. is not questioned.
Das Expressionslevel der Nukleinsäuresequenz des Pilzes, deren Expression durch die in der transgenen Pflanze transkribierte Nukleinsäuresequenz im Wesentlichen unterbunden wird, lässt sich in befallenen Wildtyppflanzen wie auch in den transgenen Pflanzen z. B. dadurch bestimmen, dass eine RT-PCR-Analyse oder eine Northern Blot-Analyse mit spezifischen Primern bzw. Sonden durchgeführt wird. Dem Fachmann ist klar, wie er die Sonden bzw. Primer auswählen muss, um die Expression der Nukleinsäuresequenz des Pilzes zu untersuchen. Bevorzugt ist das Expressionslevel der Nukleinsäuresequenz des Pilzes um mindestens 50%, besonders bevorzugt um mindestens 80%, insbesondere bevorzugt um mindestens 90%, ebenfalls insbesondere bevorzugt um mindestens 95% und am meisten bevorzugt um mindestens 98 oder 99% vermindert.The Expression level of the nucleic acid sequence of the fungus whose expression is due to that in the transgenic plant transcribed nucleic acid sequence is essentially prevented, can be in infested wild type plants as well as in the transgenic plants z. B. thereby determine that an RT-PCR analysis or a Northern blot analysis with specific Primers or probes performed becomes. It is clear to the person skilled in the art how to select the probes or primers, to the expression of the nucleic acid sequence to examine the fungus. Preferably, the expression level of nucleic acid sequence of the fungus by at least 50%, more preferably by at least 80%, more preferably at least 90%, also in particular preferably at least 95%, and most preferably at least 98 or 99% reduced.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet "Sequenzhomologie" bzw. "Homologie", dass die Nukleinsäuresequenz eines DNA-Moleküls zu mindestens 40%, bevorzugt zu mindestens 50%, weiter bevorzugt zu mindestens 60%, ebenfalls bevorzugt zu mindestens 70% und/oder 75%, besonders bevorzugt zu mindestens 80%, 82%, 84%, 86% und/oder 88%, insbesondere bevorzugt zu mindestens 90%, 92% und/oder 94% und am meisten bevorzugt zu mindestens 95%, 96%, 97%, 98% und/oder 99% zu den Nukleinsäuresequenzen eines bekannten DNA- oder RNA-Moleküls identisch ist, d.h. gleiche Nukleotide in gleicher 5'-3'-Reihenfolge aufweist.in the For the purposes of the present invention, "sequence homology" or "homology" means that the nucleic acid sequence of a DNA molecule is at least 40%, preferably at least 50%, more preferably at least 60%, also preferably at least 70% and / or 75%, especially preferably at least 80%, 82%, 84%, 86% and / or 88%, in particular preferably at least 90%, 92% and / or 94%, and most preferred at least 95%, 96%, 97%, 98% and / or 99% to the nucleic acid sequences a known DNA or RNA molecule is identical, i. has the same nucleotides in the same 5'-3 'order.
Die Sequenzidentität wird über eine Reihe von Programmen, die auf verschiedenen Algorithmen beruhen, bestimmt. Dabei liefern die Algorithmen von Needleman und Wunsch oder Smith und Waterman besonders zuverlässige Ergebnisse. Für die Sequenzvergleiche wurde das Programm PileUp (Feng und Doolittle (1987) J. Mol. Evolution 25: 351–360; Higgins et al. (1989) CABIOS 5: 151–153) oder die Programme GAP und Best Fit (Needleman und Wunsch (1970) J. Mol. Biol. 48: 443–453 und Smith und Waterman (1981) Adv. Appl. Math. 2: 482–489) verwendet, die im GCG-Software-Paket (Genetics Computer Group, 575 Science Drive, Madison, Wisconsin, USA) enthalten sind.The sequence identity will over a set of programs based on different algorithms, certainly. The algorithms of Needleman and Wunsch deliver or Smith and Waterman particularly reliable results. For the sequence comparisons became the program PileUp (Feng and Doolittle (1987) J. Mol. Evolution 25: 351-360; Higgins et al. (1989) CABIOS 5: 151-153) or the GAP programs and Best Fit (Needleman and Wunsch (1970) J. Mol. Biol. 48: 443-453 and Smith and Waterman (1981) Adv. Appl. Math. 2: 482-489), in the GCG software package (Genetics Computer Group, 575 Science Drive, Madison, Wisconsin, USA).
Die oben in Prozent angegebenen Sequenzidentitätswerte wurden mit dem Programm GAP über den gesamten Sequenzbereich mit folgenden Einstellungen ermittelt: Gap Weight: 50, Length Weight: 3, Average Match: 10000 und Average Mismatch: 0,000.The Sequence identity values given above in percent were with the program CAP over determines the entire sequence area with the following settings: Gap Weight: 50, Length Weight: 3, Average Match: 10000 and Average Mismatch: 0.000.
Mit dem Begriff Komplementarität wird die Fähigkeit eines Nukleinsäuremoleküls beschrieben, mit einem anderen Nukleinsäuremolekül aufgrund von Wasserstoffbrücken zwischen komplementären Basen zu hybridisieren. Der Fachmann weiß, dass zwei Nukleinsäuremoleküle nicht über eine 100-prozentige Komplementarität verfügen müssen, um miteinander hybridisieren zu können. Bevorzugt ist eine Nukleinsäuresequenz, die mit einer anderen Nukleinsäuresequenz hybridisieren soll, zu dieser zu mindestens 40%, zu mindestens 50%, zu mindestens 60%, bevorzugt zu mindestens 70%, besonders bevorzugt zu mindestens 80%, ebenfalls besonders bevorzugt zu mindestens 90%, insbesondere bevorzugt zu mindestens 95% und am meisten bevorzugt zu mindestens 98 bzw. 100% komplementär.With the term complementarity becomes the ability a nucleic acid molecule described due to another nucleic acid molecule of hydrogen bonds between complementary ones Hybridize bases. The skilled worker knows that two nucleic acid molecules do not have a 100% complementarity feature have to, to be able to hybridize with each other. A nucleic acid sequence is preferred, those with a different nucleic acid sequence hybridize to this at least 40%, at least 50%, to at least 60%, preferably at least 70%, more preferably at least 80%, more preferably at least 90%, more preferably at least 95% and most preferably at least 98 or 100% complementary.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von transgenen Pflanzen mit erhöhter Pilzresistenz kann die Suppression der Expression der Nukleinsäuresequenz eines Pilzes durch unterschiedliche Strategien erreicht werden. Die Expression der Nukleinsäuresequenz eines Pilzes kann in transgenen Pflanzen z. B. durch "silencing" im Wesentlichen unterdrückt werden. Beim silencing wird eine Nukleinsäuresequenz, die homolog zu einer Nukleinsäuresequenz eines Pilzes und/oder dazu komplementär ist, auf die Pflanze übertragen. Um sicherzustellen, dass die Pflanzen für die übertragenen Nukleinsäuren transgen sind, wird die zu übertragende Nukleinsäure in der Regel durch einen Vektor, wie z. B. ein Plasmid auf die Pflanze übertragen, der in der Lage ist, sich innerhalb der Pflanzenzelle stabil zu replizieren oder die übertragene Nukleinsäure in das pflanzliche Genom zu integrieren.at the method according to the invention for the production of transgenic plants with increased fungal resistance, the Suppression of the expression of the nucleic acid sequence of a fungus different strategies are achieved. The expression of nucleic acid sequence a fungus can be found in transgenic plants z. By "silencing" in essence repressed become. In silencing, a nucleic acid sequence becomes homologous to a nucleic acid sequence a fungus and / or is complementary to transferred to the plant. To ensure that the plants transgene for the transferred nucleic acids are, which is to be transferred nucleic acid usually by a vector, such as. B. transferred a plasmid to the plant, which is able to become stable within the plant cell replicate or transferred nucleic acid to integrate into the plant genome.
Besonders bevorzugt kann für das silencing von Nukleinsäuresequenzen eines Pilzes das RNAi-Verfahren verwendet werden. Dabei wird ein Vektor auf die Pflanzenzelle übertragen, der in 5'-3'-Richtung die folgenden Elemente umfasst: einen in Pflanzen funktionsfähigen Promotor; operativ daran gebunden eine DNA-Sequenz, die die Antisense-Sequenz einer Nukleinsäuresequenz eines Pilzes oder Teilen davon umfasst; ein Intron umfassend Spleißdonor- und Spleißakzeptorsequenzen; eine DNA-Sequenz, die die Sense-Sequenz einer Nukleinsäuresequenz eines Pilzes oder Teilen davon umfasst; sowie eine Terminationssequenz. Die Position der Antisense- und Sense-Sequenzen im Vektor kann natürlich vertauscht werden.Especially preferred for the silencing of nucleic acid sequences a fungus using the RNAi method. This is a Vector transferred to the plant cell, in the 5'-3 'direction the following Elements comprises: a promoter operable in plants; operationally bound a DNA sequence containing the antisense sequence of a nucleic acid sequence a fungus or parts thereof; an intron comprising splice donor and splice acceptor sequences; a DNA sequence containing the sense sequence of a nucleic acid sequence a fungus or parts thereof; and a termination sequence. Of course, the position of the antisense and sense sequences in the vector can be reversed become.
Werden solche Vektoren stabil auf Pflanzenzellen übertragen, entsteht bei der Transkription dieser Vektoren zunächst eine prä-mRNA, die aus einem ersten Exon, das die Antisense-Sequenz einer Nukleinsäuresequenz eines Pilzes oder Teile davon umfasst, einem Intron und einem zweiten Exon, das die Sense-Sequenz einer Nukleinsäuresequenz eines Pilzes oder Teile davon umfasst, besteht. Da durch den Spleiß-Vorgang das Intron entfernt wird, entsteht ein kontinuierliches RNA-Molekül mit Bereichen, die zueinander komplementär sind. Ein solches RNA-Molekül wird eine doppelsträngige Struktur ausbilden (Smith et al. (2000) Nature 407: 319–320).Become such vectors stably transferred to plant cells, arises at the Transcription of these vectors, first a pre-mRNA, the from a first exon containing the antisense sequence of a nucleic acid sequence a fungus or parts thereof, an intron and a second one Exon, which is the sense sequence of a nucleic acid sequence of a fungus or Parts of it, consists. Because the splice process removes the intron is created, a continuous RNA molecule with areas that are related to each other complementary are. Such an RNA molecule becomes a double-stranded Structure (Smith et al (2000) Nature 407: 319-320).
Solche doppelsträngigen RNA-Moleküle sind in der Lage, durch Induktion des PTGS-Systems spezifisch die mRNA von bestimmten Pilzproteinen zu silencen, so dass als Folge diese bestimmten Pilzproteine nicht mehr exprimiert werden. Welche Pilzproteine nicht mehr exprimiert werden, wird durch die entsprechende Wahl der Antisense- und Sense-Sequenzen bestimmt. Je nachdem, ob diese Antisense- und Sense-Sequenzen eine Sequenz umfassen, die für ein bestimmtes Gen spezifisch ist, oder Sequenzen umfassen, die in mehreren, für verschiedene Pilzproteine kodierenden Genen vorkommen, ist es daher möglich, entweder nur ein Pilzgen oder eine Vielzahl von Pilzgenen gleichzeitig zu silencen. Die für ein bestimmtes Protein charakteristischen Sequenzen können durch Sequenzhomologieprogramme, die z.B. unter https://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/ erhältlich sind, bestimmt werden. Das Auffinden von Protein-charakteristischen Sequenzen gehört dabei zum üblichen Wissen eines Fachmanns. Ebenso können mit diesen Programmen Nukleinsäuresequenzen ausgewählt werden, die Pflanzen eine erhöhte Resistenz gegen mehrere Pilzpathogene vermitteln. Zu diesem Zweck können Nukleinsäuresequenzen aus verschiedenen Pilzpathogenen miteinander verglichen und die zwischen den Pathogenen konservierten Sequenzabschnitte identifiziert werden, die dann zur Herstellung der transgenen Pflanzen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, um mit Hilfe einer Nukleinsäuresequenz einer Pflanze erhöhte Resistenz gegen mehrere Pilzpathogene zu vermitteln.Such double-stranded RNA molecules are capable of specifically silencing the mRNA of certain fungal proteins by induction of the PTGS system, as a result of which these particular fungal proteins are no longer expressed. Which fungal proteins are no longer expressed is determined by the appropriate choice of antisense and sense sequences. Depending on whether these antisense and sense sequences include a sequence that is specific for a particular gene, or include sequences that in meh Therefore, it is possible to simultaneously silence either only one fungal gene or a multiplicity of fungal genes. The sequences characteristic of a particular protein can be determined by sequence homology programs available, for example, at https://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/. The finding of protein-characteristic sequences belongs to the usual knowledge of a person skilled in the art. Likewise, these programs can be used to select nucleic acid sequences which give plants increased resistance to several fungal pathogens. For this purpose, nucleic acid sequences from different fungal pathogens can be compared with one another and the sequence sections conserved between the pathogens can be identified, which are then used for the production of the transgenic plants by the method according to the invention in order to confer increased resistance to a plurality of fungal pathogens with the aid of a nucleic acid sequence of a plant.
Der Fachmann weiß ebenfalls, dass verschiedene Vektoren für das RNAi-Verfahren bzw. PTGS eingesetzt werden können. Solche Vektoren können z. B. so gebaut sein, dass die Sense- und Antisense-Sequenzen jeweils von einem U6-Promotor ausgehend transkribiert werden, in der Zelle hybridisieren und das PTGS-System induzieren (Tuschl (2002) Nat. Biotechnol. 20: 446–448; Miyagishi et al. (2002) Nat. Biotechnol. 20: 497–500; Lee et al. (2002) Nat. Biotechnol. 20: 500–505). Bei anderen Vektoren sind die Sense- und Antisense-Sequenzen durch eine "loop"-Sequenz verbunden und werden von einem humanen RNAse P RNA H1-Promotor transkribiert. Durch Rückfaltung des "loop" können die Sense- und Antisense-Sequenzen hybridisieren, doppelsträngige RNA ausbilden und das PTGS-System induzieren (Tuschl (2002) vide supra; Paul et al. (2002) Nat. Biotechnol. 20: 505–508; Paddison et al. (2002) Genes Dev. 16(8): 948–958; Brummelkamp et al. (2002) Science 296: 550–553).Of the Expert also knows that different vectors for the RNAi method or PTGS can be used. Such vectors may, for. B. be constructed so that the sense and antisense sequences respectively transcribed from a U6 promoter, in the cell hybridize and induce the PTGS system (Tuschl (2002) Nat. Biotechnol. 20: 446-448; Miyagishi et al. (2002) Nat. Biotechnol. 20: 497-500; Lee et al. (2002) Nat. Biotechnol. 20: 500-505). For other vectors, the sense and antisense sequences are linked by a "loop" sequence and are transcribed from a human RNAse P RNA H1 promoter. By refolding the "loop" can be the Sense and antisense sequences hybridize, double-stranded RNA train and induce the PTGS system (Tuschl (2002) vide supra; Paul et al. (2002) Nat. Biotechnol. 20: 505-508; Paddison et al. (2002) Genes Dev. 16 (8): 948-958; Brummelkamp et al. (2002) Science 296: 550-553).
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung umfassen die zur Übertragung der Nukleinsäuren verwendeten Vektoren in 5'-3'-Orientierung einen Promotor, operativ daran gebunden eine DNA-Sequenz, die die Antisense-Sequenz der Nukleinsäuresequenz der für das Pilzgen oder Teile davon kodierenden Sequenz umfasst, sowie eine Terminationssequenz. Bei der Transkription dieser Sequenz in Pflanzenzellen entsteht ein RNA-Molekül, dessen Sequenz komplementär zu der für das Pilzgen oder Teile davon kodierenden Sequenz ist. Durch Hybridisierung der Antisense-Sequenz mit mRNA-Sequenzen von Pilzgenen in vivo kann daher die Expression von Pilzgenen in Pflanzenzellen unterdrückt werden.at another embodiment of the invention include those for transmission of the nucleic acids used Vectors in 5'-3 'orientation Promoter, operatively linked to a DNA sequence containing the antisense sequence the nucleic acid sequence the for comprising the fungal gene or parts thereof, as well as a termination sequence. In the transcription of this sequence in Plant cells creates an RNA molecule whose sequence is complementary to the for the Is fungal gene or parts thereof coding sequence. By hybridization the antisense sequence with mRNA sequences of fungal genes in vivo can therefore the expression of fungal genes in plant cells can be suppressed.
In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Vektoren, die zur Übertragung der Nukleinsäuren verwendet werden, in 5'-3'-Orientierung einen Promotor, operativ daran gebunden die identische oder homologe Sequenz der für das Pilzgen oder Teile davon kodierenden Sequenz, die zu sich selbst komplementäre Abschnitte enthält, sowie eine Terminationssequenz. Bei der Transkription dieser Vektoren in der Pflanzenzelle entstehen RNA-Moleküle, die über Sequenzbereiche verfügen, die mit sich selbst hybridisieren können. Dadurch können in der Zelle doppelsträngige RNA-Moleküle auftreten, die das PTGS-Systems induzieren, was dann dazu führt, dass die mRNA der entsprechenden Pilzgene spezifisch abgebaut wird. Dieses auch als Co-Suppression bezeichnete Verfahren zum Silencing von pflanzlichen Proteinen setzt voraus, dass die mRNA des zu supprimierenden Pilzgens über Abschnitte verfügt, die zueinander komplementär sind. Solche Abschnitte können vom Fachmann durch einfache visuelle Inspektion der jeweiligen DNA-Sequenz oder durch entsprechende Sequenzprogramme wie z. B. DNAStar der DNASTAR Inc., Madison, USA, identifiziert werden.In a further embodiment include the vectors used for transmission used the nucleic acids become one in 5'-3 'orientation Promoter, operatively linked to the identical or homologous sequence the for the fungal gene or parts thereof encoding sequence that to itself complementary sections contains and a termination sequence. In the transcription of these vectors in the plant cell arise RNA molecules that have sequence areas that can hybridize with itself. Thereby can in the cell double-stranded RNA molecules occur to the PTGS system induce what then causes that the mRNA of the corresponding fungal genes is specifically degraded. This method, also referred to as co-suppression, for silencing of plant proteins requires that the mRNA of the suppressed Fungal gene over Has sections, complementary to each other are. Such sections can by a person skilled in the art by simple visual inspection of the respective DNA sequence or by appropriate sequence programs such. B. DNAStar the DNASTAR Inc., Madison, USA.
Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zur Übertragung der Nukleinsäuren auf die Pflanzenzellen Vektoren verwendet, die in 5'-3'-Orientierung einen in Pflanzen funktionsfähigen Promotor, operativ daran gebunden eine DNA-Sequenz, die für ein Ribozym kodiert, das spezifisch die mRNA von Pilzgenen erkennt, sowie eine Terminationssequenz umfassen. Dem Fachmann ist bekannt, wie Ribozyme, die eine gegen eine bestimmte mRNA gerichtete Endonuklease-Aktivität besitzen, hergestellt werden können. Im Detail ist dies z. B. in Steinecke et al. (1992) EMBO J. 11: 1525 – 1530 beschrieben. Im Rahmen dieser Erfindung sind mit dem Begriff "Ribozym" auch solche RNA-Sequenzen gemeint, die neben dem eigentlichen Ribozym noch Führungssequenzen umfassen, die zu der mRNA der Pilzgene oder Teilen davon komplementär sind und so das mRNA-spezifische Ribozym noch gezielter zum mRNA-Substrat des Ribozyms führen.at another embodiment the method according to the invention become for transfer of the nucleic acids to the plant cells using vectors in the 5'-3 'orientation a plant-functional promoter, operatively linked to a DNA sequence encoding a ribozyme, the specifically recognizes the mRNA of fungal genes, as well as a termination sequence include. The skilled worker is known as ribozymes, the one against have a particular mRNA-directed endonuclease activity, can be produced. In detail, this is z. In Steinecke et al. (1992) EMBO J. 11: 1525 - 1530 described. In the context of this invention, the term "ribozyme" also includes such RNA sequences meant, which in addition to the actual ribozyme still comprise guide sequences, which are complementary to the mRNA of the fungal genes or parts thereof and so the mRNA-specific ribozyme even more targeted to the mRNA substrate of the ribozyme.
Eine weitere Alternative zur Herstellung von transgenen Pflanzen mit erhöhter Virusresistenz bietet die Übertragung von Nukleinsäuren durch Vektoren, die in 5'-3'-Orientierung einen in Pflanzen funktionsfähigen Promotor, operativ daran gebunden eine DNA-Sequenz, die Antisense-Sequenzen der für das Pilzgen oder Teile davon kodierenden Sequenz sowie die für RNAse P kodierende Sequenz umfasst, sowie eine Terminationssequenz umfassen. Bei der Transkription solcher Vektoren entstehen in der Zelle RNA-Moleküle, die über eine Führungssequenz (die Antisense-Sequenz) verfügen, welche die RNAse P zur mRNA des Pilzgens führt, wodurch die Spaltung der mRNA durch RNAse P bewirkt wird (US-Patent Nr. 5,168,053). Vorzugsweise umfasst die Führungssequenz 10 bis 15 Nukleotide, die zur DNA-Sequenz des Pilzgens komplementär sind, und eine 3'-NCCA Nukleotidsequenz, wobei N vorzugsweise ein Purin ist. Die Transkripte der externen Führungssequenz binden an die Ziel-mRNA über die Ausbildung von Basenpaaren, was die Spaltung der mRNA durch die RNAse P am Nukleotid 5' von der gepaarten Region ermöglicht. Eine solche gespaltene mRNA kann nicht in ein funktionsfähiges Protein translatiert werden.Another alternative for the production of transgenic plants with increased viral resistance is the transfer of nucleic acids by vectors which in the 5'-3 'orientation a plant-functional promoter operably linked to a DNA sequence, the antisense sequences of the fungal gene or parts thereof encoding sequence and the RNAse P coding sequence, as well as include a termination sequence. In the transcription of such vectors, RNA molecules are produced in the cell which have a leader sequence (the antisense sequence) which results in RNAse P to the mRNA of the fungal gene, causing cleavage of the mRNA by RNAse P (US Pat 5,168,053). Preferably around For example, the leader sequence comprises 10 to 15 nucleotides complementary to the DNA sequence of the fungal gene and a 3'-NCCA nucleotide sequence, where N is preferably a purine. The transcripts of the external leader sequence bind to the target mRNA through the formation of base pairs, allowing cleavage of the mRNA by RNAse P at nucleotide 5 'of the paired region. Such a cleaved mRNA can not be translated into a functional protein.
Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Nukleinsäuresequenzen gesprochen wird, die für Pilzgene oder Teile davon kodieren, dann sind damit sowohl die komplette kodierende DNA-Sequenz des jeweiligen Pilzgens als auch die komplette mRNA-Sequenz bzw. die jeweiligen Teilbereiche gemeint. Da einige der oben erwähnten Verfahren zur Herstellung von transgenen Pflanzen, die in der Lage sind, die Expression des Pilzgens signifikant zu reduzieren, darauf beruhen, dass eine spezifische Hybridisierung zwischen der endogenen mRNA des Pilzgens und den Sequenzen, die bei der Transkription der oben erwähnten Vektoren entstehen, stattfindet (wie z. B. der Antisense-Strategie), weiß der Fachmann, dass die übertragenen Nukleinsäuren nicht immer die gesamte für das Pilzgen kodierende Sequenz, unabhängig davon, ob es sich um die Sense- oder Antisense-Sequenz handelt, enthalten müssen. Vielmehr können für eine spezifische Hybridisierung bereits relativ kurze Bereiche der für Pilzgene kodierenden Sequenzen ausreichend für ein effizientes Silencing sein.If in the context of the present invention of nucleic acid sequences is spoken for the fungal genes or encode parts of it, then they are both the complete coding DNA sequence of the respective fungal gene as well as the complete MRNA sequence or the respective sub-areas meant. Because some of the mentioned above Process for the preparation of transgenic plants capable of are to significantly reduce expression of the fungal gene based that specific hybridization between the endogenous mRNA of the fungal gene and the sequences involved in the transcription of mentioned above Arise vectors (such as the antisense strategy), he knows Professional that the transferred nucleic acids not always the whole for the fungal gene encoding sequence, whether it is the Sense or antisense sequence must contain. Much more can for one specific hybridization already has relatively short regions of fungal genes coding sequences sufficient for efficient silencing be.
Bei Vektoren, deren Transkription zu doppelsträngigen RNA-Molekülen führt, reicht es aus, wenn die Sequenzen, die den Sequenzbereichen der mRNA eines Pilzgens entsprechen, um die 25 Nukleotide umfassen. Die übertragenen Sequenzen umfassen in der Regel zwischen 20–5000 Nukleotide, bevorzugt zwischen 100–2000 Nukleotide, besonders bevorzugt um die 250–1000 und 400–700 Nukleotide. Es können aber auch Sequenzen verwendet werden, die zwischen 25–500 Nukleotide, zwischen 25–300 Nukleotide, zwischen 25–150 Nukleotide und zwischen 25–100 Nukleotide umfassen.at Vectors whose transcription leads to double-stranded RNA molecules are sufficient it looks like if the sequences surrounding the sequence areas of the mRNA of a Fungus gene correspond to include the 25 nucleotides. The transferred Sequences usually comprise between 20-5000 nucleotides, preferably between 100-2000 Nucleotides, more preferably around 250-1000 and 400-700 nucleotides. It can but also sequences can be used that are between 25-500 nucleotides, between 25-300 Nucleotides, between 25-150 Nucleotides and between 25-100 Nucleotides include.
Der Fachmann weiß, dass beim RNAi bzw. PTGS die zur Ausbildung von doppelsträngigen RNA-Molekülen verwendeten Sense- und Antisense-RNAs auch um die 21–23 Nukleotide mit einem charakteristischen 3'-Überhang umfassen können (Tuschl (2002) Nat. Biotechnol. 20: 446–448).Of the Professional knows that in RNAi or PTGS those used for the formation of double-stranded RNA molecules Sense and antisense RNAs may also comprise around 21-23 nucleotides with a characteristic 3 'overhang (Tuschl (2002) Nat. Biotechnol. 20: 446-448).
Wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Sense-Sequenzen gesprochen wird, dann sind damit diejenigen Sequenzen gemeint, die dem kodierenden Strang der Pilzgene entsprechen oder Teile davon umfassen. Solche Sequenzen müssen jedoch nicht zu 100% identisch mit den interessierenden Pilzgenen sein. Es genügt, wenn die Sequenzen zu den Pilzgenen derart ausreichend ähnlich sind, dass ihre Expression in pflanzlichen Zellen zu einem effizienten und spezifischen Silencing der Pilzgene in der Zelle z. B. durch RNA interference oder Co-Suppression führt. Es sollte ausreichen, wenn diese Sequenzen zu mindestens 50% identisch sind, bevorzugt zu mindestens 60%, besonders bevorzugt zu mindestens 70%, weiterhin besonders bevorzugt zu mindestens 80%, insbesondere bevorzugt zu mindestens 90% und am meisten bevorzugt zu mindestens 95% identisch sind. Bei solchen Identitätsgraden wird erfindungsgemäß davon gesprochen, dass die Sequenzen zueinander homolog sind bzw. eine Homologie aufweisen. Die Abweichungen zu der für Pilzgene oder Teile davon kodierenden Sequenz können dabei durch Deletion, Addition, Substitution und/oder Insertion entstanden sein. Dem Fachmann ist natürlich klar, dass mit abnehmender Identität die Wahrscheinlichkeit steigt, dass mehrere Pilzgene gesilenct werden. Sequenzen, deren Identitäts- bzw. Homologiegrad so gering ist, dass die Expression endogener Proteine der transgenen Pflanze gesilenct wird, sind für das erfindungsgemäße Verfahren nicht ausreichend spezifisch und nicht geeignet, da sie in den Stoffwechsel der Pflanze eingreifen können.If in the context of the present invention of sense sequences spoken is meant, then those sequences are meant that the coding Strand of the fungal genes correspond or comprise parts thereof. Such Sequences have to but not 100% identical to the fungal genes of interest. It is sufficient, if the sequences are sufficiently similar to the fungal genes, that their expression in plant cells becomes efficient and specific silencing of the fungal genes in the cell, e.g. B. by RNA interference or co-suppression results. It should be enough when these sequences are at least 50% identical, preferred at least 60%, more preferably at least 70% more preferably at least 80%, more preferably to at least 90% and most preferably at least 95% identical are. With such degrees of identity becomes according to the invention thereof spoken that the sequences are homologous to each other or one Have homology. The deviations from that for fungal genes or parts thereof coding sequence can thereby by deletion, addition, substitution and / or insertion originated. The expert is of course clear that with decreasing identity the probability increases that several fungal genes are gesilenct. Sequences whose identity or degree of homology is so low that the expression endogenous Proteins of the transgenic plant gesilenct are for the inventive method not sufficiently specific and not suitable as it is in the metabolism the plant can intervene.
Wenn entsprechend von Antisense-Sequenzen gesprochen wird, dann sind erfindungsgemäß diejenigen Sequenzen gemeint, die dem nicht kodierenden DNA-Strang der Pilzgene entsprechen. Auch diese Sequenzen müssen natürlich nicht hundertprozentig identisch mit der Sequenz des nicht-kodierenden DNA-Strangs des jeweiligen Pilzgens sein, sondern können die oben genannten Homologiegrade aufweisen. Dieser Sachverhalt kommt auch in dem Umstand zum Ausdruck, dass Antisense-Sequenzen, die definitionsgemäß zu der mRNA eines Gens komplementär sind, nicht zu 100% komplementär zu dieser mRNA sein müssen. Sie können z. B. auch zu mindestens 50% komplementär, bevorzugt zu mindestens 60% komplementär, besonders bevorzugt zu mindestens 70% komplementär, weiterhin besonders bevorzugt zu mindestens 80% komplementär, insbesondere bevorzugt zu mindestens 90% komplementär und am meisten bevorzugt zu mindestens 95%, 98% und/oder 99% komplementär sein. Wie oben ausgeführt, ist es ausreichend, wenn die Antisense-Sequenzen in der Lage sind, spezifisch mit der mRNA des jeweiligen interessierenden Pilzgens, aber nicht mit der endogenen mRNA der transgenen Pflanze, zu hybridisieren. Die Hybridisierung einer Antisense-Sequenz mit einer mRNA-Sequenz des Pilzes findet typischerweise in vivo unter zellulären Bedingungen oder in vitro statt.If is spoken accordingly by antisense sequences, then according to the invention those Sequences meant the non-coding DNA strand of the fungal genes correspond. Of course, these sequences do not have to be one hundred percent identical to the sequence of the non-coding DNA strand of the may be the respective fungal gene, but may have the above-mentioned degrees of homology exhibit. This fact is also expressed in the circumstance antisense sequences, which by definition are complementary to the mRNA of a gene, not 100% complementary need to be to this mRNA. You can z. B. also at least 50% complementary, preferably at least 60% complementary, especially preferably at least 70% complementary, still more preferred at least 80% complementary, especially preferably at least 90% complementary and on most preferably at least 95%, 98% and / or 99% complementary. As stated above, is it sufficient if the antisense sequences are able specifically with the mRNA of the respective fungal gene of interest, but not with the endogenous mRNA of the transgenic plant to hybridize. Hybridization of an antisense sequence with an mRNA sequence of the fungus typically takes place in vivo under cellular conditions or in vitro.
Insbesondere umfasst die Nukleinsäuresequenz des Pilzes, deren Expression durch Interaktion mit der in der Pflanze transkribierten Nukleinsäuresequenz gehemmt wird, eine Sequenz mit der SEQ ID Nr. 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 und/oder DNA-Sequenzen umfassend Nukleotidsequenzen, die unter stringenten Bedingungen mit einem komplementären Strang einer solchen Nukleotidsequenz hybridisieren.Especially includes the nucleic acid sequence of the fungus whose expression interacts with that in the plant transcribed nucleic acid sequence is inhibited, a sequence having the SEQ ID Nos. 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7 and / or DNA sequences comprising nucleotide sequences, which under stringent conditions with a complementary strand of such a nucleotide sequence hybridize.
Am meisten bevorzugt werden Sequenzen mit den SEQ ID Nrn. 8, 9, 10 oder 11 verwendet, um RNAi-Konstrukte herzustellen, die, wenn sie in der Pflanze transkribiert werden, die Expression des Pilzgens hemmen.At the Most preferred are sequences having SEQ ID NOS: 8, 9, 10 or 11 used to produce RNAi constructs that, if they transcribed in the plant, inhibiting the expression of the fungal gene.
Der Begriff "Hybridisierung unter stringenten Bedingungen" bedeutet im Zusammenhang dieser Erfindung, dass die Hybridisierung in vitro unter Bedingungen durchgeführt wird, die stringent genug sind, um eine spezifische Hybridisierung zu gewährleisten. Stringente in vitro-Hybridisierungsbedingungen sind dem Fachmann bekannt und können der Literatur entnommen werden (z. B. Sambrook und Russell (2001) Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 3. Auflage, Cold Spring Harbour Laboratory Press, Cold Spring Harbour, NY). Der Begriff "spezifische Hybridisierung" bezieht sich auf den Umstand, dass ein Molekül unter stringenten Bedingungen präferentiell an eine bestimmte Nukleinsäuresequenz, die Zielsequenz, bindet, wenn diese Teil einer komplexen Mischung von z. B. DNA- oder RNA-Molekülen ist, aber nicht oder zumindest wesentlich reduziert an andere Sequenzen.Of the Term "hybridization under stringent conditions " in the context of this invention that hybridization in vitro performed under conditions which is stringent enough to be a specific hybridization to ensure. Stringent in vitro hybridization conditions are known to those skilled in the art known and can from the literature (eg Sambrook and Russell (2001) Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 3rd Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY). The term "specific hybridization" refers to the fact that a molecule under stringent conditions preferential to a particular nucleic acid sequence, The target sequence binds when this part of a complex mixture from Z. B. DNA or RNA molecules, but not or at least significantly reduced to other sequences.
Stringente Bedingungen sind von den Umständen abhängig. Längere Sequenzen hybridisieren spezifisch bei höheren Temperaturen. Generell werden stringente Bedingungen so ausgewählt, dass die Hybridisierungstemperatur circa 5°C unter dem Schmelzpunkt (Tm) für die spezifische Sequenz bei einer definierten Ionenstärke und einem definierten pH liegt. Die Tm ist die Temperatur (bei einem definierten pH-Wert, einer definierten Ionenstärke und einer definierten Nukleinsäurekonzentration), bei der 50% der zu der Zielsequenz komplementären Moleküle zu der Zielsequenz im Gleichgewichtszustand hybridisieren. Typischerweise sind stringente Bedingungen solche, bei denen die Salzkonzentration mindestens ungefähr 0,01 bis 1,0 M Natriumionenkonzentration (oder Konzentration eines anderen Salzes) bei einem pH zwischen 7,0 und 8,3 und die Temperatur mindestens 30°C für kurze Moleküle (d.h. z. B. 10 bis 50 Nukleotide) beträgt. Zusätzlich können stringente Bedingungen die Zugabe von Stoffen wie z. B. Formamid, das die Hybride destabilisiert, umfassen. Bei einer Hybridisierung unter stringenten Bedingungen, wie hier verwendet, bleiben gewöhnlich Nukleotidsequenzen, die mindestens 60% homolog zueinander sind, aneinander hybridisiert. Vorzugsweise sind die stringenten Bedingungen derart gewählt, dass Sequenzen, die mindestens etwa 65%, bevorzugt mindestens etwa 70% und besonders bevorzugt mindestens etwa 75% oder stärker zueinander homolog sind, gewöhnlich aneinander hybridisiert bleiben. Ein bevorzugtes, nichteinschränkendes Beispiel für stringente Hybridisierungsbedingungen sind Hybridisierungen in 6 × Natriumchlorid/Natriumcitrat (SSC) bei etwa 45°C, gefolgt von einem oder mehreren Waschschritten in 0,2 × SSC, 0,1% SDS bei 50 bis 65°C. Die Temperatur schwankt beispielsweise unter Standardhybridisierungsbedingungen je nach dem Typ der Nukleinsäure zwischen 42°C und 58°C in wässrigem Puffer mit einer Konzentration von 0,1 bis 5 × SSC (pH 7,2).Stringent conditions depend on the circumstances. Longer sequences hybridize specifically at higher temperatures. Generally, stringent conditions are selected so that the hybridization temperature is approximately 5 ° C below the melting point (T m ) for the specific sequence at a defined ionic strength and pH. The T m is the temperature (at a defined pH, a defined ionic strength and a defined nucleic acid concentration) at which 50% of the molecules complementary to the target sequence hybridize to the target sequence in the equilibrium state. Typically, stringent conditions are those in which the salt concentration is at least about 0.01 to 1.0 M sodium ion concentration (or other salt concentration) at a pH between 7.0 and 8.3 and the temperature is at least 30 ° C for short molecules (FIG. ie, for example, 10 to 50 nucleotides). In addition, stringent conditions, the addition of substances such. For example, formamide which destabilizes the hybrids. When hybridized under stringent conditions as used herein, nucleotide sequences that are at least 60% homologous to each other usually remain hybridized to each other. Preferably, the stringent conditions are selected such that sequences that are at least about 65%, preferably at least about 70%, and most preferably at least about 75% or greater, homologous to each other usually remain hybridized to each other. A preferred, non-limiting example of stringent hybridization conditions are hybridizations in 6x sodium chloride / sodium citrate (SSC) at about 45 ° C, followed by one or more washes in 0.2x SSC, 0.1% SDS at 50-65 ° C. For example, under standard hybridization conditions, the temperature varies between 42 ° C and 58 ° C in aqueous buffer at a concentration of 0.1 to 5x SSC (pH 7.2), depending on the type of nucleic acid.
Falls organisches Lösungsmittel, z. B. 50% Formamid, im oben genannten Puffer vorliegt, liegt die Temperatur unter Standardbedingungen bei etwa 42°C. Vorzugsweise sind die Hybridisierungsbedingungen für DNA:DNA-Hybride zum Beispiel 0,1 × SSC und 20°C bis 45°C, vorzugsweise 30°C bis 45°C. Vorzugsweise sind die Hybridisierungsbedingungen für DNA:RNA-Hybride zum Beispie1 0,1 × SSC und 30°C bis 55°C, vorzugsweise zwischen 45°C bis 55°C. Die vorstehend genannten Hybridisierungstemperaturen sind beispielsweise für eine Nukleinsäure mit etwa 100 Basenpaaren Länge und einem G/C-Gehalt von 50% in Abwesenheit von Formamid bestimmt. Der Fachmann weiß, wie die erforderlichen Hybridisierungsbedingungen anhand von Lehrbüchern, wie den vorstehend erwähnten oder den folgenden Lehrbüchern Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, N.Y. (1989), Hames und Higgins (Hrsgb.) 1985, Nucleic Acids Hybridization: A Practical Approach, IRL Press at Oxford University Press, Oxford; Brown (Hrsgb.) 1991, Essential Molecular Biology: A Practical Approach, IRL Press at Oxford University Press, Oxford, bestimmt werden können.If organic solvent, z. B. 50% formamide, is present in the above buffer, the temperature is under standard conditions at about 42 ° C. Preferably, the hybridization conditions for DNA are DNA hybrids for example 0.1 × SSC and 20 ° C up to 45 ° C, preferably 30 ° C up to 45 ° C. Preferably, the hybridization conditions for DNA are RNA hybrids for example, 0.1 × SSC and 30 ° C up to 55 ° C, preferably between 45 ° C up to 55 ° C. The above-mentioned hybridization temperatures are, for example for one nucleic acid with about 100 base pairs in length and a G / C content of 50% in the absence of formamide. The expert knows such as the required hybridization conditions from textbooks, such as the aforementioned or the following textbooks Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley & Sons, N.Y. (1989) Hames and Higgins (Eds.) 1985, Nucleic Acids Hybridization: A Practical Approach, IRL Press at Oxford University Press, Oxford; Brown (ed.) 1991, Essential Molecular Biology: A Practical Approach, IRL Press at Oxford University Press, Oxford.
Typische
Hybridisierungs- und Waschpuffer haben z. B. folgende Zusammensetzung:
Eine typische Verfahrensweise für die Hybridisierung sieht folgendermaßen aus:A typical procedure for the hybridization looks like this:
Der Fachmann weiß, dass die genannten Lösungen und das dargestellte Protokoll je nach Anwendung modifiziert werden können oder müssen.Of the Professional knows that the solutions mentioned and the protocol shown may be modified depending on the application can or have to.
Die im Verfahren verwendeten Nukleinsäuremoleküle können unter Verwendung molekularbiologischer Standardtechniken und der hier bereit gestellten Sequenzinformation isoliert werden. Auch können mit Hilfe von Vergleichsalgorithmen, wie sie z. B. auf der NCBI-Homepage unter https://www.ncbi.nlm.nih.gov zu finden sind, beispielsweise eine homologe Sequenz oder homologe, konservierte Sequenzbereiche auf DNA- oder Aminosäureebene identifiziert werden. Wesentliche Teile dieser Sequenz oder die gesamte homologe Sequenz können als Hybridisierungssonde unter Verwendung von Standardhybridisierungstechniken (wie z. B. beschrieben in Sambrook et al., vide supra) zur Isolierung weiterer im Verfahren nützlicher Nukleinsäuresequenzen aus anderen Organismen durch das Screening von cDNA- und/oder genomischen Banken verwendet werden. Überdies lässt sich ein Nukleinsäuremolekül durch Polymerasekettenreaktion isolieren, wobei Oligonukleotidprimer auf der Basis der in Datenbanken angegebenen Sequenzen oder von Teilen davon verwendet werden (z. B. kann ein Nukleinsäuremolekül, umfassend die vollständige Sequenz oder einen Teil davon, durch Polymerasekettenreaktion unter Verwendung von Oligonukleotidprimern isoliert werden, die auf der Basis dieser gleichen Sequenz erstellt worden sind). Zum Beispiel lässt sich mRNA aus Zellen isolieren (z. B. durch das Guanidiniumthiocyanat-Extraktionsverfahren von Chirgwin et al. (1979) Biochemistry 18: 5294–5299) und daraus mittels reverser Transkriptase (z. B. Moloney-MLV-Reverse Transkriptase, erhältlich von Gibco/BRL, Bethesda, MD oder AMV-Reverse-Transkriptase, erhältlich von Seikagaku Amerika, Inc., St. Petersburg, FL) cDNA herstellen. Eine Nukleinsäure kann unter Verwendung von cDNA oder alternativ von genomischer DNA als Matrize und geeigneten Oligonukleotidprimern mittels Standard-PCR-Amplifikationstechniken amplifiziert werden. Die so amplifizierte Nukleinsäure kann in einen geeigneten Vektor kloniert werden und mittels DNA-Sequenzanalyse charakterisiert werden. Oligonukleotide, die sich zur Amplifikation der gewünschten Sequenz eignen, können durch Standardsyntheseverfahren, beispielsweise mit einem automatischen DNA-Synthesegerät, hergestellt werden.The Nucleic acid molecules used in the method can be prepared using molecular biological Standard techniques and the sequence information provided here be isolated. Also can with the help of comparison algorithms, as z. On the NCBI homepage can be found at https://www.ncbi.nlm.nih.gov, for example a homologous sequence or homologous, conserved sequence regions at the DNA or amino acid level be identified. Essential parts of this sequence or the entire homologous sequence can as a hybridization probe using standard hybridization techniques (as described, for example, in Sambrook et al., vide supra) for isolation more useful in the process nucleic acid sequences from other organisms by the screening of cDNA and / or genomic Banks are used. moreover let yourself a nucleic acid molecule Isolate polymerase chain reaction, wherein oligonucleotide primer on the base of sequences or parts of databases thereof (eg, a nucleic acid molecule comprising the complete sequence or a part thereof, by polymerase chain reaction using isolated from oligonucleotide primers based on this same sequence have been created). For example, can be isolate mRNA from cells (eg, by the guanidinium thiocyanate extraction method by Chirgwin et al. (1979) Biochemistry 18: 5294-5299) and from it by means of reverse Transcriptase (eg, Moloney MLV Reverse Transcriptase, available from Gibco / BRL, Bethesda, MD or AMV Reverse Transcriptase, available from Seikagaku America, Inc., St. Petersburg, FL). A nucleic acid can using cDNA or alternatively genomic DNA as Template and appropriate oligonucleotide primers using standard PCR amplification techniques be amplified. The nucleic acid amplified in this way can be cloned into a suitable vector and characterized by DNA sequence analysis become. Oligonucleotides that are used to amplify the desired Sequence are suitable by standard synthesis methods, for example with an automatic DNA synthesizer, getting produced.
In einer Ausführungsform werden mehrere rekombinante Nukleinsäuremoleküle umfassend jeweils eine Nukleinsäuresequenz, die zu einer Nukleinsäuresequenz eines Pilzes homolog und/oder komplementär ist und die in der Pflanze transkribiert wird, so dass bei Infektion der Pflanze mit diesem Pilz die in der Pflanze transkribierte Nukleinsäuresequenz mit der homologen und/oder komplementären Nukleinsäuresequenz des Pilzes oder Teilen davon interagiert, so dass die Expression der Nukleinsäuresequenz des Pilzes im Wesentlichen unterbunden wird, in die Pflanze eingebracht. Dadurch kann die Expression mehrerer Pilzgene gleichzeitig in der Pflanze gehemmt werden und der transgenen Pflanze eine erhöhte Resistenz gegen verschiedene Pilzpathogene vermittelt werden.In one embodiment, multiple recombinant nucleic acid molecules each comprising a nucleic acid sequence that is homologous and / or complementary to a nucleic acid sequence of a fungus and transcribed in the plant such that upon infection of the plant with this fungus, the nucleic acid sequence transcribed in the plant is homologous and / or complementary nucleic acid sequence of the fungus or parts thereof, so that the expression of the nucleic acid sequence of the fungus in essence is prevented, introduced into the plant. As a result, the expression of several fungal genes can be inhibited simultaneously in the plant and the transgenic plant is given increased resistance to various fungal pathogens.
Die Vektoren, die zum Silencing von Pilzgenen verwendet werden, umfassen neben der zu übertragenden Nukleinsäuresequenz weitere regulatorische Elemente. Welche konkreten regulatorischen Elemente diese Vektoren enthalten müssen, hängt dabei jeweils von der Methode ab, die mit diesen Vektoren durchgeführt werden soll. Über welche regulatorischen Elemente und auch anderen Elemente diese Vektoren verfügen müssen, ist dem Fachmann, der mit den verschiedenen oben erwähnten Verfahren zum Herstellen von transgenen Pflanzen, in denen die Expression eines Proteins unterbunden wird, vertraut ist, bekannt.The Vectors used for silencing of fungal genes include next to the transfer nucleic acid sequence further regulatory elements. Which specific regulatory Elements must contain these vectors, in each case depends on the method which is to be performed with these vectors. About which regulatory elements and also other elements of these vectors need to have those skilled in the art using the various methods of manufacturing mentioned above of transgenic plants, in which the expression of a protein is prevented, familiar, known.
Typischerweise handelt es sich bei den regulatorischen Elementen, die die Vektoren enthalten, um solche, die die Transkription und, falls erwünscht, Translation in der Pflanzenzelle gewährleisten.typically, these are the regulatory elements that make up the vectors to include those that facilitate transcription and, if desired, translation in the plant cell.
So können die zu übertragenden Nukleinsäuresequenzen beispielsweise unter Kontrolle von in Pflanzenzellen funktionellen Promotoren stehen. Bei diesen Promotoren kann es sich um konstitutive, aber auch induzierbare oder gewebe- bzw. entwicklungsspezifische Promotoren handeln.So can the ones to be transferred nucleic acid sequences for example, under the control of functional in plant cells Promoters stand. These promoters may be constitutive, but also inducible or tissue- or development-specific Promoters act.
Typischerweise wird man als Promotor für Vektoren den konstitutiven 35S-Promotor verwenden. Darüber hinaus können natürlich auch weitere Promotoren verwendet werden, die aus unterschiedlichen Quellen wie z. B. aus Pflanzen oder Pflanzenviren erhalten werden und für die Expression von Genen in Pflanzen geeignet sind. Die Auswahl des Promotors wie auch anderer regulatorischer Sequenzen bestimmen dabei das räumliche und zeitliche Expressionsmuster und damit auch das Silencing der Pilzgene in transgenen Pflanzen.typically, one becomes as a promoter for Vectors use the constitutive 35S promoter. Furthermore can Naturally Also other promoters are used, which are different Sources such as B. from plants or plant viruses and for the expression of genes in plants are suitable. The selection of the promoter as well as other regulatory sequences while the spatial and temporal expression patterns and thus the silencing of Fungal genes in transgenic plants.
Neben weiteren konstitutiven Promotoren wie beispielsweise dem Actin Promotor (McElroy et al. (1990) Plant Cell 2:163–171) und dem Ubiquitin Promotor (Binet et al. (1991) Plant Science 79:87–94) kommen als gewebespezifische Promotoren die Promotoren der Phosphoenolpyruvat-Carboxylase aus Mais (Hudspeth et al. (1989) Plant Mol. Biol. 12:579) oder der Fructose-1,6-bisphosphatase aus Kartoffel (WO 98/18940), die blattspezifische Expression vermitteln, in Frage. Es können auch Verwundungs-, Licht- oder Pathogeninduzierte sowie andere entwicklungsabhängige Promotoren oder Kontrollsequenzen verwendet werden (Xu et al. (1993) Plant Mol. Biol. 22:573–588; Logemann et al. (1989) Plant Cell 1:151–158; Stockhaus et al. (1989) Plant Cell 1:805–813; Puente et al. (1996) EMBO J. 15:3732–3734; Gough et al. (1995) Mol. Gen. Genet. 247:323–337). Eine Zusammenfassung von verwendbaren Kontrollsequenzen findet sich z. B. in Zuo et al. (2000) Curr. Opin. Biotech. 11:146–151.Next other constitutive promoters such as the actin promoter (McElroy et al. (1990) Plant Cell 2: 163-171) and the ubiquitin promoter (Binet et al. (1991) Plant Science 79: 87-94) are tissue-specific Promote the phosphoenolpyruvate carboxylase promoters Maize (Hudspeth et al. (1989) Plant Mol. Biol. 12: 579) or fructose 1,6-bisphosphatase from potato (WO 98/18940), which mediate leaf-specific expression, in question. It can also wounding, light or pathogen-induced and other development-dependent promoters or control sequences are used (Xu et al. (1993) Plant Mol. Biol. 22: 573-588; Logemann et al. (1989) Plant Cell 1: 151-158; Stockhaus et al. (1989) Plant Cell 1: 805-813; Puente et al. (1996) EMBO J. 15: 3732-3734; Gough et al. (1995) Mol. Gen. Genet. 247: 323-337). A summary of useful control sequences can be found z. In Zuo et al. (2000) Curr. Opin. Biotech. 11: 146-151.
Geeignete Promotoren umfassen auch Promotoren, die eine Expression lediglich in photosynthetisch aktiven Geweben garantieren, wie z. B. der ST-LS1-Promotor (Stockhaus et al. (1987) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 84:7943–7947; Stockhaus et al. (1989) EMBO J. 8:2445–2451). Ebenfalls verwendet werden können Promotoren, die während der Pflanzentransformation, der Pflanzenregeneration oder bestimmten Stadien dieser Prozesse aktiv sind, wie z. B. zellteilungsspezifische Promotoren wie der Histon H3-Promotor (Kapros et al. (1993) In Vitro Cell Dev. Biol. Plant 29:27–32) oder das chemisch induzierbare Tet-Repressor-System (Gatz et al. (1991) Mol. Gen. Genet. 227:229–237). Weitere geeignete Promotoren können der Literatur, z. B. Ward (1993, Plant Mol. Biol. 22:361–366), entnommen werden. Gleiches gilt für induzierbare und zell- bzw. gewebespezifische Promotoren, wie Meristem-spezifische Promotoren, die ebenfalls in der Literatur beschrieben worden sind und im Rahmen der Erfindung ebenfalls geeignet sind.suitable Promoters also include promoters that express only guarantee in photosynthetic tissues such. B. the ST-LS1 promoter (Stockhaus et al., (1987) Proc Natl Acad Sci., USA 84: 7943-7947; et al. (1989) EMBO J. 8: 2445-2451). Also can be used Promoters during plant transformation, plant regeneration or certain Stages of these processes are active, such. B. cell division specific Promoters such as the histone H3 promoter (Kapros et al. (1993) In Vitro Cell Dev. Biol. Plant 29: 27-32) or the chemically inducible Tet repressor system (Gatz et al. (1991) Mol. Gen. Genet. 227: 229-237). Other suitable promoters may be the literature, z. Ward (1993, Plant Mol. Biol. 22: 361-366) become. The same applies to inducible and cell or tissue specific promoters such as meristem specific Promoters which have also been described in the literature and are also suitable within the scope of the invention.
Weitere induzierbare Promotoren umfassen pilzinduzierbare Promotoren wie den GAFP-2 Promotor (Sa et al. (2003) Plant Cell Rep. 22:79–84), der z. B. durch den Pilz Trichoderma viride induziert wird, oder den PAL-Promotor, der durch Inokulation mit Pyricularia oryzae induziert wird (Wang et al. (2004) Plant Cell Rep. 22:513–518).Further Inducible promoters include fungal inducible promoters such as the GAFP-2 promoter (Sa et al. (2003) Plant Cell Rep. 22: 79-84), the z. B. induced by the fungus Trichoderma viride, or the PAL promoter, which is induced by inoculation with Pyricularia oryzae (Wang et al. (2004) Plant Cell Rep. 22: 513-518).
Darüber hinaus ist der Durchschnittsfachmann in der Lage, mittels Routinemethoden weitere geeignete Promotoren zu isolieren. So kann der Fachmann mit Hilfe gängiger molekularbiologischer Methoden, z. B. Hybridisierungsexperimenten oder DNA-Protein-Bindungsstudien, Speicherorgan-spezifische regulatorische Nukleinsäurelemente identifizieren. Dabei wird z. B. in einem ersten Schritt aus Speicherorgangewebe des gewünschten Organismus, aus dem die regulatorischen Sequenzen isoliert werden sollen, die gesamte poly(A)+-RNA isoliert und eine cDNA-Bank angelegt. In einem zweiten Schritt werden mit Hilfe von cDNA-Klonen, die auf poly(A)+-RNA-Molekülen aus einem Nicht-Speicherorgangewebe basieren, aus der ersten Bank mittels Hybridisierung diejenigen Klone identifiziert, deren korrespondierende poly(A)+-RNA-Moleküle lediglich im Gewebe des Speicherorgans akkumulieren. Anschließend werden mit Hilfe dieser so identifizierten cDNAs Promotoren isoliert, die über Speicherorgan-spezifische regulatorische Elemente verfügen. Dem Fachmann stehen darüber hinaus weitere auf PCR basierende Methoden für die Isolierung geeigneter Speicherorganspezifischer Promotoren zur Verfügung.In addition, one of ordinary skill in the art will be able to isolate other suitable promoters by routine methods. Thus, the skilled person with the help of common molecular biology methods, eg. For example, hybridization experiments or DNA-protein binding studies can identify storage organ-specific regulatory nucleic acid elements. This z. For example, in a first step, from storage organ tissues of the desired organism from which the regulatory sequences are to be isolated, isolate all poly (A) + RNA and construct a cDNA library. In a second step, by means of cDNA clones based on poly (A) + RNA molecules from a non-storage organ tissue, from the first bank by hybridization those clones are identified whose corresponding poly (A) + RNA Only accumulate molecules in the tissue of the storage organ. Subsequently, with the help of these so identified cDNAs Pro isolated engines that have storage organ-specific regulatory elements. The skilled person is also available further PCR-based methods for the isolation of suitable storage organ specific promoters available.
In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich um den Promotor des Klasse I Patatin-Gens B33 aus Kartoffel. Weiterhin bevorzugte Promotoren sind solche, die insbesondere in Früchten aktiv sind. Hierzu zählen beispielsweise der Promotor eines Polygalacturonase-Gens, z. B. aus Tomate, der während der Reife von Tomatenfrüchten Expression vermittelt (Nicholass et al. (1995) Plant Mol. Biol. 28:423–435), der Promotor einer ACC-Oxidase, z. B. aus Apfel, der in transgenen Tomaten Reife- und Fruchtspezifität vermittelt (Atkinson et al. (1998) Plant Mol. Biol. 38:449–460), oder der 2A11-Promotor aus Tomate (van Haaren et al. (1991) Plant Mol. Biol. 17:615–630).In a further embodiment it is the promoter of the class I patatin gene B33 from potato. Further preferred promoters are those which are particularly useful in fruits are active. Which includes for example, the promoter of a polygalacturonase gene, e.g. From tomato, while the maturity of tomato fruits Expression (Nicholass et al. (1995) Plant Mol. Biol. 28: 423-435), the promoter of an ACC oxidase, e.g. From apple, transgenic Tomato maturity and fruit specificity (Atkinson et al. (1998) Plant Mol. Biol. 38: 449-460), or the 2A11 promoter from tomato (van Haaren et al. (1991) Plant Mol. Biol. 17: 615-630).
Auch im Fall von Frucht-spezifischen Promotoren kann der Fachmann weitere geeignete Promotoren der Literatur entnehmen oder, wie oben für Speicherorgan-spezifische Promotoren beschrieben, mittels Routineverfahren isolieren.Also in the case of fruit-specific promoters the skilled person may further take appropriate promoters from the literature or, as above for storage organ-specific Promoters described isolate by routine methods.
Der Fachmann weiß, dass die Verwendung von induzierbaren Promotoren die Herstellung von Pflanzen und Pflanzenzellen erlaubt, die die erfindungsgemäßen Sequenzen nur transient exprimieren und damit transient silencen. Eine solche transiente Expression erlaubt die Herstellung von Pflanzen, die nur eine transient erhöhte Pilzresistenz zeigen. Solch eine transient erhöhte Resistenz kann z. B. dann wünschenswert sein, wenn die Gefahr einer Pilzkontamination droht und die Pflanzen deswegen nur für einen bestimmten Zeitraum resistent gegen den Pilz sein müssen. Weitere Situationen, in denen eine transiente Resistenz wünschenswert ist, sind dem Fachmann bekannt. Dem Fachmann ist darüber hinaus auch bekannt, dass er durch die Verwendung nicht stabil in Pflanzenzellen replizierender Vektoren, die die entsprechenden Sequenzen zum Silencing von Pilzgenen tragen, eine transiente Epxression und damit ein transientes Silencing und eine transiente Resistenz erzielen kann.Of the Professional knows that the use of inducible promoters is the production of plants and plant cells allowing the sequences of the invention only transiently express and thus transient silencers. Such Transient expression allows the production of plants that only a transient increase Show fungal resistance. Such a transiently increased resistance may e.g. B. then be desirable if there is a risk of fungal contamination and the plants therefore only for have to be resistant to the fungus for a certain period of time. Further Situations in which a transient resistance is desirable is known in the art. The skilled person is beyond Also known to be unstable in plant cells by use replicating vectors containing the corresponding sequences for silencing of fungal genes, a transient epitaxy and thus a transient one Silencing and transient resistance can be achieved.
Die erfindungsgemäßen Vektoren können als regulatorische Elemente auch noch z. B. Enhancer-Elemente umfassen, ferner können sie Resistenzgene, Replikationssignale und weitere DNA-Bereiche enthalten, die eine Propagation der Vektoren in Bakterien wie z. B. E. coli ermöglichen. Die regulatorischen Elemente umfassen auch Sequenzen, die eine Stabilisierung der Vektoren in den Wirtszellen bewirken. Insbesondere umfassen solche regulatorischen Elemente Sequenzen, die eine stabile Integration des Vektors in das Wirtsgenom der Pflanze oder eine autonome Replikation des Vektors in den Pflanzenzellen ermöglichen. Solche regulatorischen Elemente sind dem Fachmann bekannt.The vectors of the invention can as regulatory elements also z. B. include enhancer elements, furthermore They resistance genes, replication signals and other DNA areas containing a propagation of the vectors in bacteria such. B. E. coli. The regulatory elements also include sequences that stabilize effect the vectors in the host cells. In particular, include such regulatory elements sequences that provide stable integration of the vector into the host genome of the plant or an autonomous replication of the vector in the plant cells. Such regulatory Elements are known to the person skilled in the art.
Bei den so genannten Terminationssequenzen handelt es sich um Sequenzen, die sicherstellen, dass die Transkription bzw. die Translation ordnungsgemäß beendet wird. Sollen die übertragenen Nukleinsäuren translatiert werden, handelt es sich bei ihnen typischerweise um Stopcodons und entsprechende regulatorische Sequenzen; sollen die übertragenen Nukleinsäuren nur transkribiert werden, handelt es sich in der Regel um poly-A-Sequenzen.at the so-called termination sequences are sequences, ensuring that the transcription or translation ends properly becomes. Should the transferred Nucleic acids are translated typically, they are stop codons and corresponding regulatory sequences; should the transferred nucleic acids only transcribed, are usually poly-A sequences.
Erfindungsgemäß sind mit Vektoren Plasmide, Cosmide, Viren und andere in der Gentechnik gängige Vektoren gemeint, mit denen Nukleinsäuremoleküle auf Pflanzen bzw. Pflanzenzellen übertragen werden können.According to the invention are with Vectors plasmids, cosmids, viruses and other vectors commonly used in genetic engineering meant by which nucleic acid molecules on plants or transferred to plant cells can be.
Zur Vorbereitung der Einführung fremder Gene in höhere Pflanzen bzw. deren Zellen stehen eine große Anzahl von Klonierungsvektoren zur Verfügung, die ein Replikationssignal für E. coli und ein Markergen zur Selektion transformierter Bakterienzellen enthalten. Beispiele für derartige Vektoren sind pBR322, pUC-Serien, M13mp-Serien, pACYC184 usw. Die gewünschte Sequenz kann an einer passenden Restriktionsschnittstelle in den Vektor eingeführt werden. Das erhaltende Plasmid wird für die Transformation von E. coli-Zellen verwendet. Transformierte E. coli-Zellen werden in einem geeigneten Medium gezüchtet und anschließend geerntet und lysiert. Das Plasmid wird wiedergewonnen. Als Analysemethode zur Charakterisierung der gewonnenen Plasmid-DNA werden im Allgemeinen Restriktionsanalysen, Gelelektrophoresen und weitere biochemisch-molekularbiologische Methoden eingesetzt. Nach jeder Manipulation kann die Plasmid-DNA gespalten und gewonnene DNA-Fragmente können mit anderen DNA-Sequenzen verknüpft werden. Jede Plasmid-DNA-Sequenz kann in das gleiche oder andere Plasmide kloniert werden. Standardverfahren zur Klonierung können Sambrook et al., 2001 (Molecular cloning: A laboratory manual, 3rd edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press) entnommen werden.to Preparation of the introduction foreign genes in higher Plants or their cells are a large number of cloning vectors to disposal, which is a replication signal for E. coli and a marker gene for selection of transformed bacterial cells contain. Examples for such vectors are pBR322, pUC series, M13mp series, pACYC184 etc. The desired Sequence may be at a convenient restriction site in the Vector introduced become. The resulting plasmid is used for the transformation of E. coli cells used. Transformed E. coli cells are in a bred suitable medium and subsequently harvested and lysed. The plasmid is recovered. As an analysis method to characterize the recovered plasmid DNA are generally Restriction analyzes, gel electrophoresis and other biochemical-molecular biological Methods used. After each manipulation, the plasmid DNA split and recovered DNA fragments can linked to other DNA sequences become. Each plasmid DNA sequence can be cloned into the same or other plasmids. standard procedures for cloning Sambrook et al., 2001 (Molecular cloning: A laboratory manual, 3rd edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press).
Für die Einführung von DNA in eine pflanzliche Wirtszelle steht eine Vielzahl bekannter Techniken zur Verfügung, wobei der Fachmann die jeweils geeignete Methode ohne Schwierigkeiten ermitteln kann. Diese Techniken umfassen die Transformation pflanzlicher Zellen mit T-DNA unter Verwendung von Agrobacterium tumefaciens oder Agrobacterium rhizogenes als Transformationsmittel, die Fusion von Protoplasten, den direkten Gentransfer isolierter DNA in Protoplasten, die Elektroporation von DNA, die Einbringung von DNA mittels der biolistischen Methode sowie weitere Möglichkeiten. Dabei können sowohl stabile als auch transiente Transformanten erzeugt werden.For the introduction of DNA into a plant host cell, a variety of known techniques for The skilled person can determine the appropriate method without difficulty. These techniques include transformation of plant cells with T-DNA using Agrobacterium tumefaciens or Agrobacterium rhizogenes as transformants, fusion of protoplasts, direct gene transfer of isolated DNA into protoplasts, electroporation of DNA, introduction of DNA by the biolistic method, and others Options. Both stable and transient transformants can be generated.
Bei der Injektion und Elektroporation von DNA in Pflanzenzellen werden per se keine speziellen Anforderungen an die verwendeten Plasmide gestellt. Ähnliches gilt für den direkten Gentransfer. Es können einfache Plasmide wie beispielsweise pUC-Derivate verwendet werden. Sollen aber aus derartig transformierten Zellen ganze Pflanzen regeneriert werden, ist die Anwesenheit eines selektierbaren Markergens notwendig. Dem Fachmann sind die gängigen Selektionsmarker bekannt und es stellt für ihn kein Problem dar, einen geeigneten Marker auszuwählen. Gebräuchliche Seklektionsmarker sind solche, die den transformierten Pflanzenzellen Resistenz gegenüber einem Biozid oder einem Antibiotikum wie Kanamycin, G418, Bleomycin, Hygromycin, Methotrexat, Glyphosat, Streptomycin, Sulfonyl-Harnstoff, Gentamycin oder Phosphinotricin und dergleichen vermitteln.at injection and electroporation of DNA into plant cells per se no special requirements for the plasmids used posed. something similar applies to the direct gene transfer. It can simple plasmids such as pUC derivatives can be used. But should regenerate whole plants from such transformed cells be the presence of a selectable marker gene is necessary. the Specialists are the common ones Selection marker known and it is not a problem for him, a to select suitable markers. common Secondary markers are those that affect the transformed plant cells Resistance to a biocide or an antibiotic such as kanamycin, G418, bleomycin, Hygromycin, methotrexate, glyphosate, streptomycin, sulfonyl urea, Gentamycin or phosphinotricin and the like.
Je nach Einführungsmethode gewünschter Gene in die Pflanzenzelle können weitere DNA-Sequenzen erforderlich sein. Werden beispielsweise für die Transformation der Pflanzenzelle das Ti- oder Ri-Plasmid verwendet, so muss mindestens die rechte Begrenzung, häufig jedoch die rechte und linke Begrenzung der im Ti- und Ri-Plasmid enthaltenen T-DNA als Flankenbereich mit den einzuführenden Genen verbunden werden.ever after introduction method desired Genes in the plant cell can additional DNA sequences to be required. For example, for the transformation of the plant cell the Ti or Ri plasmid used, at least the right Limit, often however, the right and left boundaries of the Ti and Ri plasmids contained T-DNA as flank area with the introduced Genes are linked.
Werden für die Transformationen Agrobakterien verwendet, muss die einzuführende DNA in spezielle Plasmide kloniert werden, und zwar entweder in einen intermediären oder in einen binären Vektor. Die intermediären Vektoren können aufgrund von Sequenzen, die homolog zu Sequenzen in der T-DNA sind, durch homologe Rekombination in das Ti- oder Ri- Plasmid der Agrobakterien integriert werden. Dieses enthält außerdem die für den Transfer der T-DNA notwendige vir-Region. Intermediäre Vektoren können nicht in Agrobakterien replizieren. Mittels eines Helferplasmids kann der intermediäre Vektor auf Agrobacterium tumefaciens übertragen werden (Konjugation). Binäre Vektoren können sowohl in E. coli als auch in Agrobakterien replizieren. Sie enthalten ein Selektionsmarker-Gen und einen Linker oder Polylinker, welche von der rechten und linken T-DNA-Grenzregion eingerahmt werden. Sie können direkt in die Agrobakterien transformiert werden (Holsters et al. (1978) Molecular and General Genetics 163: 181–187). Das als Wirtszelle dienende Agrobakterium soll ein Plasmid, das eine vir-Region trägt, enthalten. Die vir-Region ist für den Transfer der T-DNA in die Pflanzenzelle notwendig. Zusätzlich kann T-DNA vorhanden sein. Das derartig transformierte Agrobakterium wird zur Transformation von Pflanzenzellen verwendet.Become for the Transformations used by Agrobacteria must be the DNA to be introduced be cloned into specific plasmids, either in one intermediate or in a binary Vector. The intermediary Vectors can due to sequences homologous to sequences in the T-DNA, by homologous recombination into the Ti or Ri plasmid of the agrobacteria to get integrated. This contains Furthermore the for the transfer of T-DNA necessary vir region. intermediaries Vectors can do not replicate in agrobacteria. By means of a helper plasmid can the intermediary Vector can be transferred to Agrobacterium tumefaciens (conjugation). binary Vectors can replicate in both E. coli and Agrobacteria. They contain a selection marker gene and a linker or polylinker which be framed by the right and left T-DNA border regions. You can be transformed directly into the agrobacteria (Holsters et al. (1978) Molecular and General Genetics 163: 181-187). The serving as a host cell Agrobacterium is said to contain a plasmid carrying a vir region. The vir region is for the transfer of T-DNA into the plant cell necessary. In addition, can T-DNA be present. The thus transformed Agrobacterium is used to transform plant cells.
Die
Verwendung von T-DNA für
die Transformation von Pflanzenzelle ist intensiv untersucht und
ausreichend in
Für den Transfer der DNA in die Pflanzenzelle können Pflanzen-Explantate zweckmäßigerweise mit Agrobacterium tumefaciens oder Agrobacterium rhizogenes kultiviert werden. Aus dem infizierten Pflanzenmaterial (beispielsweise Blattstücke, Stengelsegmente, Wurzeln, aber auch Protoplasten oder Suspensions-kultivierte Pflanzenzellen) können dann in einem geeignetem Medium, welches Antibiotika oder Biozide zur Selektion transformierter Zellen enthalten kann, wieder ganze Pflanzen regeneriert werden. Die Regeneration der Pflanzen erfolgt nach üblichen Regenerationsmethoden unter Verwendung bekannter Nährmedien. Die so erhaltenen Pflanzen bzw. Pflanzenzellen können dann auf Anwesenheit der eingeführten DNA untersucht werden.For the transfer the DNA into the plant cell Plant explants expediently cultured with Agrobacterium tumefaciens or Agrobacterium rhizogenes become. From the infected plant material (for example leaf pieces, stem segments, Roots, but also protoplasts or suspension-cultured plant cells) can then in a suitable medium containing antibiotics or biocides for selection of transformed cells may contain, whole again Plants are regenerated. The regeneration of the plants takes place according to usual Regeneration methods using known nutrient media. The plants or plant cells thus obtained can then be tested for the presence of introduced DNA are examined.
Andere Möglichkeiten der Einführung fremder DNA unter Verwendung des biolistischen Verfahrens oder durch Protoplasten-Transformation sind dem Fachmann bekannt (vgl. L. Willmitzer (1993) Transgenic Plants in: Biotechnology, A Multi-Volume Comprehensive Treatise (Herausgeber: H.J. Rehm et al.), Band 2, 627–659, VCH Weinheim, Deutschland).Other options the introduction foreign DNA using the biolistic method or by Protoplast transformation are known to the person skilled in the art (cf L. Willmitzer (1993) Transgenic Plants in: Biotechnology, A Multi-Volume Comprehensive Treatise (Editor: H.J. Rehm et al.), Vol. 2, 627-659, VCH Weinheim, Germany).
Während die Transformation dikotyler Pflanzen bzw. derer Zellen über Ti-Plasmid-Vektorsysteme mit Hilfe von Agrobacterium tumefaciens schon seit längerer Zeit wohl etabliert ist, können mittlerweile auch monokotyle Pflanzen bzw. deren Zellen mittels auf Agrobakterien basierender Vektoren transformiert werden (siehe u.a. Chan et al. (1993) Plant Mol. Biol. 22: 491–506).While the Transformation of dicotyledonous plants or cells via Ti plasmid vector systems with the help of of Agrobacterium tumefaciens has long been well established is, can now also monocotyledonous plants or their cells by means of on Agrobacterium-based vectors are transformed (see et al Chan et al. (1993) Plant Mol. Biol. 22: 491-506).
Alternative Systeme zur Transformation von monokotylen Pflanzen bzw. deren Zellen sind die Transformation mittels des biolistischen Ansatzes (Wan und Lemaux (1994) Plant Physiol. 104: 37–48; Vasil et al. (1993) Bio/Technology 11: 1553–1558; Ritala et al. (1994) Plant Mol. Biol. 24: 317–325; Spencer et al. (1990) Theor. Appl. Genet. 79: 625–631), die Protoplasten-Transformation, die Elektroporation von partiell permeabilisierten Zellen sowie die Einbringung von DNA mittels Glasfasern.Alternative systems for the transformation of monocotyledonous plants or their cells are the transformation by means of the biolistic approach (Wan and Lemaux (1994) Plant Physiol 104: 37-48, Vasil et al. (1993) Bio / Technology 11: 1553-1558; Ritala et al. (1994) Plant Mol. Biol. 24: 317-325; Spencer et al. (1990) Theor. Appl. Genet. 79: 625-631), protoplast transformation, electroporation of partially permeabilized cells, and introduction of DNA via glass fibers.
Die transformierten Zellen wachsen innerhalb der Pflanze in der üblichen Weise (siehe auch McCormick et al. (1986) Plant Cell Reports 5: 81–84). Die resultierenden Pflanzen können normal angezogen werden und mit Pflanzen, die die gleiche transformierte Erbanlage oder andere Erbanlagen besitzen, gekreuzt werden. Die daraus entstehenden hybriden Individuen besitzen die entsprechenden phänotypischen Eigenschaften.The transformed cells grow within the plant in the usual way See also McCormick et al. (1986) Plant Cell Reports 5: 81-84). The resulting plants can be attracted to normal and with plants that transformed the same Own or inherited genetic material, to be crossed. The resulting hybrid individuals have the corresponding phenotypic Properties.
Es sollten zwei oder mehrere Generationen angezogen werden, um sicherzustellen, dass das phänotypische Merkmal stabil beibehalten und vererbt wird. Auch sollten Samen geerntet werden, um sicherzustellen, dass der entsprechende Phänotyp oder andere Eigenarten erhalten geblieben sind.It should be tightened two or more generations to make sure that the phenotypic Characteristic stable maintained and inherited. Also should be seeds be harvested to ensure that the corresponding phenotype or other peculiarities have been preserved.
Ebenso können nach üblichen Methoden transgene Linien bestimmt werden, die für die neuen Nukleinsäuremoleküle homozygot sind und ihr phänotypisches Verhalten hinsichtlich einer vorhandenen bzw. nicht vorhandenen Pathogen-Responsivität untersucht und mit dem von hemizygoten Linien verglichen werden.As well can according to usual Methods transgenic lines are determined, which are homozygous for the new nucleic acid molecules are and you are phenotypical Behavior regarding an existing or non-existent one Pathogen-responsiveness examined and compared with that of hemizygous lines.
Selbstverständlich können Pflanzenzellen, die die erfindungsgemäßen Nukleinsäuremoleküle enthalten, auch als Pflanzenzellen (einschließlich Protoplasten, Kalli, Suspensionskulturen und dergleichen) weiterkultiviert werden.Of course, plant cells, containing the nucleic acid molecules of the invention, also as plant cells (including protoplasts, calli, Suspension cultures and the like).
Die oben dargestellten Vektoren können auf Pflanzenzellen auf verschiedene Weise übertragen werden. Ob die Vektoren in linearer oder zirkulärer Form vorliegen müssen, hängt von der jeweiligen Anwendung ab. Dem Fachmann ist bekannt, ob und wann er entsprechende linearisierte Vektoren verwenden kann oder nicht.The can be shown above vectors be transferred to plant cells in different ways. Whether the vectors in linear or circular Have to be in shape depends on the respective application. The person skilled in the art knows whether and when he may or may not use corresponding linearized vectors.
Erfindungsgemäß umfasst der Begriff transgene Pflanze sowohl die Pflanze in ihrer Gesamtheit, als auch alle Pflanzenteile, in denen die zu Pilzgenen homologen und/oder komplementären Nukleinsäuresequenzen transkribiert werden. Bei solchen Pflanzenteilen kann es sich um Pflanzenzellen handeln, um Pflanzensamen, um Blätter, um Blüten und um Pollen. Mit "transgener Pflanze" ist erfindungsgemäß auch das Vermehrungsmaterial von erfindungsgemäßen transgenen Pflanzen gemeint wie z. B. Samen, Früchte, Stecklinge, Knollen, Wurzelstücke etc., wobei dieses Vermehrungsmaterial ggf. oben beschriebene transgene Pflanzenzellen enthält, sowie transgene Teile dieser Pflanzen wie Protoplasten, Pflanzenzellen und Kalli.According to the invention the term transgenic plant both the plant in its entirety, as well as all plant parts in which the homologous to fungal genes and / or complementary nucleic acid sequences be transcribed. Such plant parts may be Plant cells act to turn plant seeds, around leaves, around flowers, and around pollen. With "transgenic plant" according to the invention is also the Propagating material of transgenic plants according to the invention meant such as B. seeds, fruits, Cuttings, tubers, root pieces etc., wherein this propagation material optionally transgenic described above Contains plant cells, as well as transgenic parts of these plants such as protoplasts, plant cells and calli.
Bei der Herstellung von transgenen Pflanzen bieten sich verschiedene Methoden und Möglichkeiten an, wie bereits oben ausgeführt worden ist. Generell können Pflanzen bzw. Pflanzenzellen mit Hilfe herkömmlicher gentechnologischer Transformationsmethoden derart modifiziert werden, dass die neuen Nukleinsäuremoleküle in das pflanzliche Genom integriert werden, d.h. dass stabile Transformanten erzeugt werden und die überführten Nukleinsäuremoleküle mit dem pflanzlichen Genom repliziert werden. Je nach dem verwendeten Vektorsystem können erfindungsgemäß auch transgene Pflanzen hergestellt werden, bei denen die zu übertragenden Nukleinsäuren in der Pflanzenzelle bzw. der Pflanze als selbstständig replizierendes System enthalten sind. Die zur Übertragung der Pflanzen verwendeten Vektoren müssen dann entsprechend über DNA-Sequenzen verfügen, die die Replikation von zur Übertragung verwendeten Plasmiden innerhalb der Zelle ermöglichen.at The production of transgenic plants offers various Methods and possibilities, as already stated above has been. Generally speaking Plants or plant cells using conventional genetic engineering Transformation methods are modified so that the new Nucleic acid molecules in the integrated plant genome, i. that stable transformants be generated and the transferred nucleic acid molecules with the replicated to the plant genome. Depending on the vector system used can according to the invention also transgenic Plants are prepared in which the nucleic acids to be transferred in the plant cell or the plant as a self-replicating system are. The transfer The vectors used in the plants must then be matched via DNA sequences feature, the replication of for transmission allow used plasmids within the cell.
Unter einer transgenen Pflanze bzw. Pflanzenzelle im Sinne der Erfindung ist wie oben ausgeführt zu verstehen, dass die Pflanze Nukleinsäuresequenzen enthält, die natürlicherweise nicht in der Pflanze auftreten, sondern homolog und/oder komplementär zu Teilen des Pilzgenoms sind. Diese Nukleinsäuresequenzen sind nicht in der Lage, mit endogenen Pflanzensequenzen zu interagieren und deren Expression zu beeinflussen.Under a transgenic plant or plant cell according to the invention is as stated above to understand that the plant contains nucleic acid sequences that naturally not occur in the plant, but homologous and / or complementary to parts of the fungal genome. These nucleic acid sequences are not in able to interact with endogenous plant sequences and their Influence expression.
Beispiele für monokotyle Pflanzen sind Pflanzen, die zu den Gattungen Avena (Hafer), Triticum (Weizen), Secale (Roggen), Hordeum (Gerste), Oryza (Reis), Panicum, Pennisetum, Setaria, Sorghum (Hirse), Zea (Mais) und dergleichen gehören.Examples for monocots Plants are plants that belong to the genera Avena (oats), Triticum (Wheat), Secale (rye), Hordeum (barley), Oryza (rice), Panicum, Pennisetum, setaria, sorghum (millet), zea (corn) and the like belong.
Dikotyle Nutzpflanzen umfassen unter anderem Baumwolle, Leguminosen wie Hülsenfrüchte und insbesondere Alfalfa, Sojabohne, Raps. Canola, Tomate, Zuckerrübe, Kartoffel, Sonnenblume, Zierpflanzen sowie Bäume. Weitere Nutzpflanzen können Obst (insbesondere Äpfel, Birnen, Kirschen, Weintrauben, Citrus, Ananas und Bananen), Ölpalmen, Tee-, Kakao- und Kaffeesträucher, Tabak, Sisal sowie bei Heilpflanzen Rauwolfia und Digitalis umfassen. Besonders bevorzugt sind die Getreide Weizen, Roggen, Hafer, Gerste, Reis, Mais und Hirse, sowie die dikotylen Pflanzen Zuckerrübe, Raps, Soja, Tomate, Kartoffel und Tabak. Weitere Nutzpflanzen können dem US-Patent Nr. 6,137,030 entnommen werden.Dicotyledonous crops include, among others, cotton, legumes such as legumes, and especially alfalfa, soybean, rapeseed. Canola, tomato, sugar beet, potato, sunflower, ornamental plants and trees. Other crops may include fruits (especially apples, pears, cherries, grapes, citrus, pineapple and bananas), oil palms, tea, cocoa and coffee bushes, tobacco, sisal and medicinal herbs Rauwolfia and Digitalis. The cereals are particularly preferably wheat, rye, oats, barley, rice, Corn and millet, as well as the dicotyledonous plants sugar beet, rapeseed, soy, tomato, potato and tobacco. Other crops can be found in US Pat. No. 6,137,030.
Bevorzugte Pflanzen sind Tagetes, Sonnenblume, Arabidopsis, Tabak, Roter Pfeffer, Soja, Tomate, Aubergine, Paprika, Möhre, Kartoffel, Mais, Salate und Kohlarten, Getreide, Alfalfa, Hafer, Gerste, Roggen, Weizen, Triticale, Hirse, Reis, Luzerne, Flachs, Baumwolle, Hanf, Brassicacaeen wie beispielsweise Raps oder Canola, Zuckerrübe, Zuckerrohr, Nuss- und Weinspezies oder Holzgewächse wie beispielsweise Espe oder Eibe.preferred Plants are Tagetes, Sunflower, Arabidopsis, Tobacco, Red Pepper, Soy, tomato, eggplant, pepper, carrot, potato, corn, salads and cabbages, cereals, alfalfa, oats, barley, rye, wheat, Triticale, millet, rice, alfalfa, flax, cotton, hemp, Brassicacaeen such as rapeseed or canola, sugar beet, sugar cane, nut and wine species or woody plants such as aspen or yew.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft die Verwendung der erfindungsgemäßen transgenen Pflanzen und der von ihnen abgeleiteten Zellen, Zellkulturen, Teile und transgene Vermehrungsmaterialien zur Herstellung von Nahrungs- und Futtermitteln, Pharmazeutika oder Feinchemikalien.One Another object of the invention relates to the use of the transgenic plants according to the invention and the cells, cell cultures, parts and transgenic derived from them Propagating materials for the production of food and feed, Pharmaceuticals or fine chemicals.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Identifizierung von Pilzgenen, bei denen die Hemmung ihrer Expression in transgenen Pflanzen Pilzresistenz vermittelt, umfassend die Schritte:
- (a) Identifizieren geeigneter Zielgene,
- (b) Herstellen von RNAi-Konstrukten für diese Zielgene in einem geeigneten Vektor,
- (c) Transformieren der RNAi-Konstrukte in geeignete Testpflanzen,
- (d) Inokulieren der Testpflanzen mit einem geeigneten Pilz und
- (e) Auswerten des Pilzbefalls der Pflanze mit einem geeigneten Auswerteverfahren.
- (a) identifying suitable target genes,
- (b) preparing RNAi constructs for these target genes in a suitable vector,
- (c) transforming the RNAi constructs into suitable test plants,
- (d) inoculating the test plants with a suitable fungus and
- (e) evaluating fungal infestation of the plant with a suitable evaluation method.
Die mit einem solchen Verfahren identifizieren Pilzgene können zum einen dazu dienen, rekombinante Nukleinsäuremoleküle zu bilden, die die homologen und/oder komplementären Nukleinsäuresequenzen enthalten und in einer transgenen Pflanze exprimiert werden können, was wie oben beschrieben zur Erhöhung der Pilzresistenz in der transgenen Pflanze führt. Die mit dem oben beschriebenen Verfahren identifizierten Pilzgene können aber auch als neue Angriffspunkte für Fungizide dienen. Außerdem eignen sich derartig identifizierte Pilzgene auch zur Entwicklung RNA-basierter Medikamente gegen Pilzkrankheiten des Menschen, wie z. B. cutane Mykosen oder Schleimhautmykosen.The With such a procedure identify fungal genes can for one is to form recombinant nucleic acid molecules which are homologous and / or complementary nucleic acid sequences which can be expressed and expressed in a transgenic plant as described above to increase the Fungal resistance in the transgenic plant. The with the above However, process-identified fungal genes can also serve as new targets for fungicides serve. Furthermore Such identified fungal genes are also suitable for development RNA-based drugs against human fungal diseases, such as z. B. cutaneous mycoses or mucosal mycoses.
Unter "Zielgenen" werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Pilzgene verstanden, bei denen eine Aussicht darauf besteht, dass ihre Hemmung zu einer Pilzresistenz führen kann. Die Identifizierung solcher Zielgene kann unter anderem durch Genomanalyse des jeweiligen Pilzgenoms erfolgen. Bevorzugt erfolgt das Identifizieren geeigneter Zielgene durch die Untersuchung zur differentiellen Expression in Pflanzengeweben wie der Epidermis, die mit dem Pilz infiziert wurden oder uninfiziert gelassen wurden. Ebenfalls sollte durch einen geeigneten Sequenzvergleich sicher gestellt werden, dass ein geeignetes Zielgen oder eine dazu homologe Sequenz nicht endogen in der zu verwendenden Pflanze vorkommt, da anderenfalls auch endogen in der Pflanze stattfindende Prozesse gehemmt werden könnten, was unerwünscht ist. Durch einen Sequenzvergleich mit dem Genom anderer Pilzarten als dem im Experiment zur Identifizierung der Zielgene verwendeten Pilz lässt sich herausfinden, ob die Hemmung der Expression des identifizierten Zielgens eine erhöhte Resistenz gegenüber nur einer Pilzart oder einer ganzen Reihe von Pilzarten vermitteln wird.Under "target genes" are under the present invention, such fungi genes understood in which There is a chance that their inhibition may be fungal resistance to lead can. The identification of such target genes can, inter alia, by Genome analysis of the respective fungal genome done. Preferably takes place the identification of suitable target genes by the study of differential expression in plant tissues such as the epidermis, infected with the fungus or left uninfected. Also should be safe by a suitable sequence comparison be put that a suitable target gene or a homologous to it Sequence not endogenous in the plant to be used, since otherwise also endogenous processes taking place in the plant could be inhibited something undesirable is. By a sequence comparison with the genome of other species of fungi than that used in the experiment to identify the target genes Mushroom leaves Find out if the inhibition of the expression of the identified Target gene increased Resistance to mediate only one type of mushroom or a whole range of mushroom species becomes.
In einerm "RNAi-Konstrukt" liegen die in Schritt (a) des Verfahrens identifizierten Zielgene in einem rekombinanten Nukleinsäuremolekül vor, das in 5'-3'-Richtung die folgenden Element umfasst: einen in Pflanzen funktionsfähigen Promotor; operativ daran gebunden eine DNA-Sequenz, die die Antisense-Sequenz der für das Zielgen oder Teile davon kodierenden Sequenz umfasst; ein Intron umfassend eine Spleißdonor- und eine Spleißakzeptorsequenz; eine DNA-Sequenz, die die Sense-Sequenz, der für das jeweilige Zielgen oder Teile davon kodierenden DNA-Sequenz umfasst; sowie eine Terminationssequenz. Um eine Vielzahl solcher RNAi-Konstrukte in möglichst wenigen Schritten zu bilden, werden die Zielgene bevorzugt nicht durch Klonierung, sondern durch homologe Rekombination, wie sie etwa mit dem GATEWAY®-System (Invitrogen) oder dem BD CreatorTM System (BD Biosciences Clontech Co.) möglich ist, in den Vektor eingeführt. Natürlich eignen sich aber auch die herkömmlichen Klonierungsmethoden wie Restriktionsverdau und anschließende Ligation für das Herstellen der RNAi-Konstrukte, die aber erheblich zeitaufwendiger als die homologe Rekombination sind.In an "RNAi construct", the target genes identified in step (a) of the method are present in a recombinant nucleic acid molecule comprising in the 5'-3 'direction the following elements: a promoter operable in plants; operably linked thereto, a DNA sequence comprising the antisense sequence of the sequence encoding the target gene or portions thereof; an intron comprising a splice donor and a splice acceptor sequence; a DNA sequence comprising the sense sequence, the DNA sequence encoding the particular target gene or portions thereof; and a termination sequence. To form a variety of such RNAi constructs in as few steps as possible, the target genes are preferably not by cloning, but by homologous recombination, such as with the GATEWAY ® system (Invitrogen) or the BD Creator ™ system (BD Biosciences Clontech Co .) is introduced into the vector. Of course, the conventional cloning methods such as restriction digestion and subsequent ligation for the production of RNAi constructs, but which are much more time-consuming than homologous recombination.
Das Transformieren der Testpflanzen mit der RNA-Bibliothek kann durch jede bekannte Transformationsmethode erfolgen, z. B. eignen sich die biolistische Methode, die Agrobacterium-vermittelte Transformation, die Protoplasten-Transformation, die Elektroporation von partiell permeabilisierten Zellen sowie die Einbringung von DNA mittels Glasfasern. Die jeweils am besten geeignete Methode zur Transformation hängt von der verwendeten Testpflanze ab. Bevorzugt werden die Testpflanzen durch die biolistische Transformation transformiert, weil dieser Ansatz besonders schnell und effektiv zu einer Transformation mit einer Vielzahl von verschiedenen rekombinanten Nukleinsäuremolekülen führt.The transformation of the test plants with the RNA library can be carried out by any known transformation method, e.g. B. are the biolistic method, the Agrobacterium -mediated transformation, the protoplast transformation, the electroporation of partially permeabilized cells and the introduction of DNA by means of glass fibers. The most suitable method for transformation depends on the test plant used. The test plants are preferred by the biolistic transformation transformed, because this approach leads particularly quickly and effectively to a transformation with a variety of different recombinant nucleic acid molecules.
Die Auswahl geeigneter Testpflanzen hängt von dem zu testenden Pilz ab. Die verwendeten Testpflanzen müssen für diesen verwendeten Pilz empfänglich sein, also als Wirtspflanze für diesen Pilz dienen können, und der Pilzbefall muss sich durch einfache Methoden nachweisen lassen. Bevorzugt handelt es sich bei den Testpflanzen um Weizen- oder Gerste-Pflanzen, die z. B. mit dem Mehltaupilz Blumeria graminis inokuliert werden. Unter "Inokulieren" versteht man das Inkontaktbringen der Pflanze mit dem Pilz, mit dem die Pflanze infiziert werden soll, oder den infektiösen Teilen davon, unter Bedingungen, unter denen der Pilz in eine Wildtyp-Pflanze eindringen kann.The Selection of suitable test plants depends on the fungus to be tested from. The test plants used must be susceptible to this fungus used, as a host plant for can serve this mushroom, and the fungal infection must be proven by simple methods. The test plants are preferably wheat or barley plants, the z. B. be inoculated with the mildew fungus Blumeria graminis. By "inoculating" this is meant Contacting the plant with the fungus that infects the plant should be, or the infectious Divide it under conditions in which the fungus invades a wild-type plant can.
Der Pilzbefall der Pflanze lässt sich anschließend mit einem geeigneten Auswerteverfahren auswerten. Dazu eignet sich vor allem die visuelle Auswertung, bei der die ausgebildeten Pilzstrukturen in der Pflanze detektiert und quantifiziert werden. Um die erfolgreich transformierten Zellen zu identifizieren, wird bevorzugt zusammen mit dem RNAi-Konstrukt ein Reportergen wie z.B. das β-Glucuronidase-(GUS)-Gen aus E. coli, ein Fluoreszenzgen wie etwa das Green-Fluorescence-Protein (GFP)-Gen aus Aequoria victoria, das Luziferase-Gen aus Photinus pyralis oder das β-Galaktosidase-(lacZ)-Gen aus E. coli, dessen Expression in den Pflanzenzellen durch einfache Verfahren nachgewiesen werden kann, in einem geeigneten Vektor kotransformiert. Optional können die ausgebildeten Pilzstrukturen zur besseren Bestimmung durch Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind, angefärbt werden, z. B. durch Coomassie- oder Trypanblau-Färbung.Of the Fungal attack of the plant leaves afterwards evaluate with a suitable evaluation method. This is suitable especially the visual evaluation, in which the trained fungal structures detected in the plant and quantified. To be successful To identify transformed cells is preferred together with the RNAi construct a reporter gene such as e.g. the β-glucuronidase (GUS) gene from E. coli, a fluorescent gene such as the Green Fluorescence protein (GFP) gene from Aequoria victoria, the luciferase gene from Photinus pyralis or the β-galactosidase (lacZ) gene from E. coli, whose expression in the plant cells by simple Method can be detected, cotransformed in a suitable vector. optional can the formed fungal structures for better determination by methods, which are known in the art to be stained, z. By Coomassie or trypan blue staining.
Die mit Hilfe des oben beschriebenen Verfahrens identifizierten Pilzgene können dazu verwendet werden, transgene Pflanzen mit erhöhter Pilzresistenz herzustellen, indem ein rekombinantes Nukleinsäuremolekül umfassend eine Nukleinsäuresequenz, die zu einer Nukleinsäuresequenz eines Pilzes homolog und/oder komplementär ist und die in der Pflanze transkribiert wird, so dass bei Infektion der Pflanze mit diesem Pilz die in der Pflanze transkribierte Nukleinsäuresequenz mit der homologen und/oder komplementären Nukleinsäuresequenz des Pilzes oder Teilen davon derart interagiert, dass die Expression der Nukleinsäuresequenz des Pilzes im Wesentlichen unterbunden wird, in die Pflanze eingebracht wird.The fungal genes identified by the method described above can used to transgenic plants with increased fungal resistance by producing a recombinant nucleic acid molecule comprising a nucleic acid sequence, to a nucleic acid sequence a fungus is homologous and / or complementary and that in the plant is transcribed so that when infected the plant with this Fungus transcribed in the plant nucleic acid sequence with the homologous and / or complementary nucleic acid sequence of the fungus or parts thereof interacts in such a way that expression the nucleic acid sequence The fungus is essentially prevented from being introduced into the plant becomes.
Die beispielhafte Identifizierung von Pilzgenen, die sich im Verfahren der vorliegenden Erfindung eignen, und deren Verwendung zur Erhöhung der Pilzresistenz in transgenen Pflanzen wird nun im Folgenden dargestellt. Die nachfolgenden Beispiele sollen nicht als beschränkend aufgefasst werden. Der Inhalt sämtlicher in dieser Patentanmeldung zitierten Literaturstellen, Patentanmeldungen, Patente und veröffentlichten Patentanmeldungen ist hier durch Bezugnahme aufgenommen.The exemplary identification of fungal genes arising in the process of the present invention, and their use for increasing the Fungal resistance in transgenic plants will now be presented below. The following examples should not be construed as limiting become. The content of all cited in this patent application, patent applications, Patents and published patent applications is incorporated herein by reference.
Beispiel 1: Herstellung von RNAi-KonstruktenExample 1: Preparation of RNAi constructs
In cDNA-Array-Analysen mit cDNA aus Gerstenblattepidermis, die mit dem Mehltaupilz Blumeria graminis für bestimmte Zeiträume inokuliert wurde bzw. nicht inokuliert wurde (Kontrolle) wurden differentiell exprimierte Gene identifiziert (Zierold et al. (2005) Mol. Plant Pathol.: in press). 13 EST-Klone, die differentiell exprimiert waren und hohe Sequenzhomologie zu pilzlichen Genen aufwiesen, wurden ausgewählt und mit diesen RNAi-Konstrukte hergestellt. Dazu wurden diese EST-Klone mit dem Vektorprimer MVR-26 (5' CTCACTAAAGGGAACAAAAGCTGGAG 3') als „forward primer" und Primern, die spezifisch für den jeweiligen EST-Klon sind; bzw. für HO15I23 dem universellen Primer M13-21 PE, als „reverse primer" amplifiziert, um Fragmente mit einer Länge von etwa 500 Basenpaaren zu erhalten.In cDNA array analyzes with barley-leafed pernicious-mouse cDNA using the mildew fungus Blumeria graminis inoculated for certain periods of time was or was not inoculated (control) were differentially expressed genes (Zierold et al. (2005) Mol. Plant Pathol .: in press). 13 EST clones that were differentially expressed and high sequence homology to fungal genes selected and with these RNAi constructs produced. These were EST clones with the vector primer MVR-26 (5 'CTCACTAAAGGGAACAAAAGCTGGAG 3 ') as "forward primer "and primers, specific for the respective EST clone; or for HO15I23 the universal Primer M13-21 PE, as "reverse primer "amplified, around fragments with a length of about 500 base pairs.
Die
EST-spezifischen Primer wiesen die folgenden Sequenzen auf:
HO16G03
5' CTGGGAATTTTTCGGCTTTG
3'
HO0SG22
5' TATCCTCGCAAATCTTGGCA
3'
HO03O15
5' CCGAGTTCATCACAAAACCG
3'
HO13O22
5' CAGGTGGACGACGTAGGAGA
3'
HO14D22
5' CGCTGGGTCATCTTGACTGT
3'
HO08J20
5' CATGATCAAGGGTGGGTGAC
3'
HO08B23
5' GCTGAATTACCATTGCGGTG
3'
HO09I03
5' TGACCCAGCCTAGACCAGTG
3'
HO15123
5' ACGACGTTGTAAAACGACGGCCAG
3'
HO06F11
5' AAGAACATTCAAGCCGGGAG
3'
HO14N21
5' CTCGAATTTGCCGAGAAGGT
3'
HO15J13
5' CGAATCGCCACACCAAGAAT
3'
HO11N21
5' CCGCAAATGCGTCTATTGTC
3'The EST-specific primers had the following sequences:
HO16G03 5 'CTGGGAATTTTTCGGCTTTG 3'
HO0SG22 5 'TATCCTCGCAAATCTTGGCA 3'
HO03O15 5 'CCGAGTTCATCACAAAACCG 3'
HO13O22 5 'CAGGTGGACGACGTAGGAGA 3'
HO14D22 5 'CGCTGGGTCATCTTGACTGT 3'
HO08J20 5 'CATGATCAAGGGTGGGTGAC 3'
HO08B23 5 'GCTGAATTACCATTGCGGTG 3'
HO09I03 5 'TGACCCAGCCTAGACCAGTG 3'
HO15123 5 'ACGACGTTGTAAAACGACGGCCAG 3'
HO06F11 5 'AAGAACATTCAAGCCGGGAG 3'
HO14N21 5 'CTCGAATTTGCCGAGAAGGT 3'
HO15J13 5 'CGAATCGCCACACCAAGAAT 3'
HO11N21 5 'CCGCAAATGCGTCTATTGTC 3'
Zur Amplifizierung der DNA der EST-Klone wurde folgender Ansatz verwendet: The following approach was used to amplify the DNA of the EST clones:
Die verwendeten PCR-Bedingungen waren wie folgt: The PCR conditions used were as follows:
Die Sequenzen der durch Amplifizierung der EST-Klone HO15I23, HO14N21, HO15J13 und HO11N21 erhaltenen PCR-Produkte sind in den SEQ ID Nrn. 8, 9, 10 und 11 gezeigt.The Sequences generated by amplification of the EST clones HO15I23, HO14N21, HO15J13 and HO11N21 PCR products are shown in SEQ ID NO. 8, 9, 10 and 11 are shown.
Anschließend wurden die PCR-Produkte aufgereinigt, indem jede PCR-Reaktion mit 30 μl H2O aufgefüllt wurde und diese anschließend mit dem Qiagen Minelut UF96-well kit aufgereinigt wurde. Die PCR-Produkte wurden anschließend mit 20 μl H2O eluiert. Diese aufgereinigten PCR-Produkte wurden anschließend in den pIPKTA38-Vektor, der eine multiple Klonierungsstelle zwischen zwei Rekombinaseerkennungssequenzen enthält und ein Derivat des pENTRY-Vektors von Invitrogen darstellt, kloniert. Dazu wurde zunächst folgendes Ligationsgemisch hergestellt: Subsequently, the PCR products were purified by replenishing each PCR reaction with 30 μl H 2 O and then purifying it with the Qiagen Minelut UF96-well kit. The PCR products were then eluted with 20 μl H 2 O. These purified PCR products were then cloned into the pIPKTA38 vector, which contains a multiple cloning site between two recombinase recognition sequences and is a derivative of Invitrogen's pENTRY vector. For this purpose, the following ligation mixture was first prepared:
Von diesem Ligationsgemisch wurden 6 μl in jede Vertiefung einer 96 Vertiefung PCR-Platte gegeben und 4 μl aufgereinigtes PCR-Produkt zugegeben. Dieses Gemisch wurde bei 25°C für eine Stunde inkubiert, bevor die Reaktion abgestoppt wurde, indem das Gemisch für 10 min. auf 65°C erhitzt wurde. Anschließend wurden 5 μl des SwaI-Gemischs (siehe unten) zu jeder Vertiefung zugegeben, um die religierten Vektormoleküle nachzuschneiden.From this ligation mixture, 6 μl was added to each well of a 96 well PCR plate and 4 μl of purified PCR product. This mixture was incubated at 25 ° C for one hour before the reaction was stopped by passing the mixture for 10 min. was heated to 65 ° C. Subsequently, 5 μl of the SwaI mixture (see below) was added to each well to resect the religated vector molecules.
Dieser Ansatz wurde für eine Stunde bei 25°C inkubiert, bevor kompetente E. coli-Zellen in 96-Vertiefung-Platten mit den Ligationsprodukten transformiert wurden. Die Transformation und die anschließende Minipräparation der DNA erfolgte nach Standardprotokollen im 96-Vertiefung-Platten-Format. Anschließend wurden die PCR-Produkte, die in dem Vektor pIPKTA38-Vektor vorlagen, durch homologe Rekombination in den RNAi-Vektor pIPKTA30 eingeführt, um die RNAi-Konstrukte herzustellen. Dazu wurde folgender Reaktionsansatz verwendet: This approach was incubated for one hour at 25 ° C before competent E. coli cells were transformed in 96-well plates with the ligation products. The transformation and subsequent minipreparation of the DNA was done according to standard protocols in the 96-well plate format. Subsequently, the PCR products present in the vector pIPKTA38 vector were introduced by homologous recombination into the RNAi vector pIPKTA30 to produce the RNAi constructs. The following reaction mixture was used for this:
Dieser
Reaktionsansatz wurde bei Raumtemperatur über Nacht oder für mindestens
6 Stunden inkubiert. Anschließend
wurden die so erhaltenen pIPKTA30-Plasmide wiederum nach Standardprotokollen
in E. coli-Zellen transformiert, bevor die Korrektheit der Klonierung
durch die Präparation
der Plasmid-DNA und einen Kontrollverdau bestätigt wurde. Ein Flussdiagramm,
das die oben beschriebenen Schritte zur Herstellung der RNAi-Konstrukte
zeigt, ist in
Beispiel 2: Transformation der PflanzenExample 2: Transformation the plants
Die Gerstezellen, in denen der Effekt der in Bsp. 1 hergestellten RNAi-Konstrukte auf die Pilzresistenz getestet werden sollte, wurden mit Hilfe der biolistischen Methode mit jeweils einem RNAi-Konstrukt transformiert. Dazu wurden zunächst 50 mg Biorad Goldpartikel mit 1 ml sterilem H2O gemischt, gevortext und für 30 sek. mit Ultraschall behandelt. Danach wurden diese Partikel abzentrifugiert und wiederum mit 1 ml sterilem H2O gewaschen, gevortext und für 30 Sekunden mit Ultraschall behandelt. Dieser Schritt wurde anschließend mit 100% Ethanol wiederholt, bevor die Goldpartikel im Inkubator getrocknet wurden und in 1 ml 50% Glycerin steril aufgenommen und auf eine Konzentration von 25 mg/ml mit 50% Glycerin verdünnt wurden.The barley cells in which the effect of the RNAi constructs prepared in Example 1 were to be tested for fungal resistance were transformed by means of the biolistic method with one RNAi construct each. First, 50 mg of Biorad gold particles were mixed with 1 ml of sterile H 2 O, vortexed and for 30 sec. treated with ultrasound. Thereafter, these particles were spun down and washed again with 1 ml of sterile H 2 O, vortexed and sonicated for 30 seconds. This step was then repeated with 100% ethanol before the gold particles were dried in the incubator and sterile in 1 ml of 50% glycerol and diluted to a concentration of 25 mg / ml with 50% glycerol.
Die Beschichtung der so präparierten Goldpartikel erfolgte mit 7 μg des Reportergens (pUbiGUS; Schweizer et al. (1999) Plant J. 20: 541–552) und 7 μg des leeren Kontrollvektors pIKTA30 oder des Vektors, der das RNAi-Konstrukt enthielt, die mit 87,5 μl Goldpartikel (25 mg/ml in 50% Glycerin) gemischt wurden. Anschließend wurden 87,5 μl 1 M Ca(NO3)2 pH 10 unter Vortexen tröpfchenweise zugegeben. Die Partikelsuspension wurde für 10 min. bei Raumtemperatur stehen gelassen, bevor sie kurz abzentrifugiert wurde. Der Überstand wurde mit einer Pipette abgenommen und verworfen und das Pellet mit 1 ml 100% Ethanol gewaschen, bevor 30 μl Ethanol zugegeben wurden und das Pellet darin resuspendiert wurde.The coating of the gold particles thus prepared was carried out with 7 μg of the reporter gene (pUbiGUS, Schweizer et al., (1999) Plant J. 20: 541-552) and 7 μg of the empty control vector pIKTA30 or the vector containing the RNAi construct, the with 87.5 μl of gold particles (25 mg / ml in 50% glycerol). Subsequently, 87.5 μl of 1 M Ca (NO 3 ) 2 pH 10 were added dropwise while vortexing. The particle suspension was for 10 min. allowed to stand at room temperature before being briefly centrifuged. The supernatant was removed with a pipette and discarded and the pellet washed with 1 ml of 100% ethanol before adding 30 μl of ethanol and resuspending the pellet therein.
Die Beschichtungssuspension bestehend aus der DNA und dem Goldpartikel wurde für 10 sek. mit Ultraschall behandelt, bevor jeweils 3 μl dieser Suspension auf jeden Makrocarrier aufgetragen und für 2–5 Minuten trocknen gelassen wurden. Die Transformation erfolgte mit einem Heliumdruck von 1100 psi und einem Vakuum von 27,5 mm Hg. Dazu wurden die Primärblätter von Gerste abgeschnitten und mit der adaxialen Seite nach oben auf Phytoagar-Petrischalen (0,5 bis 1% Agarose und 50 μl Benzimidazol (40 mg/ml in Ethanol)) gelegt, wo sie beschossen wurden. Die beschossenen Blätter wurden 4 Stunden in leicht geöffneten Petrischalen inkubiert und dann bis zur Inokulation mit dem Pilz bei 20°C an einem Nordfenster gelagert. Drei Tage nach Beschuss wurden die Blätter in große Petrischalen umgelegt, die 1 % Phytoagar mit 20 ppm Benzimidazol enthielten. Die Blätter wurden mit Mehltau (Blumeria graminis hordei) inokuliert (Dichte ca. 200 Konidien/mm2). Zur Inokulation wurden möglichst frische Konidien verwendet, d.h. entweder von älteren Pflanzen, die 24 bis 48 Stunden vor der Inokulation geschüttelt wurden oder von frischen Pflanzen, die 7 Tage zuvor inokuliert wurden. Bis zur GUS-Färbung wurden die Blätter bei 20°C und Tageslicht (keine direkte Sonneneinstrahlung) gelagert.The coating suspension consisting of the DNA and the gold particle was for 10 sec. treated with ultrasound, before each 3 ul of this suspension applied to each Makrocarrier and for 2-5 Mi were allowed to dry. The transformation was carried out with a helium pressure of 1100 psi and a vacuum of 27.5 mm Hg. For this purpose, the primary leaves of barley were cut and with the adaxial side up on Phytoagar Petri dishes (0.5 to 1% agarose and 50 ul benzimidazole ( 40 mg / ml in ethanol)), where they were bombarded. The bombarded leaves were incubated for 4 hours in lightly opened Petri dishes and then stored until inoculation with the fungus at 20 ° C on a north window. Three days after bombardment, the leaves were transferred to large Petri dishes containing 1% Phytoagar with 20 ppm benzimidazole. The leaves were inoculated with mildew (Blumeria graminis hordei) (density about 200 conidia / mm 2 ). For inoculation, the freshest possible conidia were used, ie either from older plants shaken 24 to 48 hours before inoculation or from fresh plants inoculated 7 days before. Until GUS staining, the leaves were stored at 20 ° C and daylight (no direct sunlight).
Beispiel 3: Auswertung des PilzbefallsExample 3: Evaluation the fungal attack
Zur Anfärbung der transformierten Zellen wurde zunächst eine GUS-Färbung durchgeführt. Dazu wurden die Blätter etwa 40 Stunden nach der Inokulation mit dem Pilz in 10 ml GUS-Färbelösung überführt und mit dieser gemischt. Die Röhrchen wurden dann zur Vakuuminfiltration in eine Saugflasche gestellt und 2 bis 3 Mal Vakuum angelegt. Die Infiltration war vollständig, wenn die Blätter durchsichtig wurden und absanken. Die Röhrchen wurden dann mit 14 ml der Färbelösung aufgefüllt, gut verschlossen und über Nacht bei 37°C inkubiert.to staining The transformed cells were first subjected to GUS staining. To were the leaves About 40 hours after inoculation with the fungus, it was transferred into 10 ml of GUS staining solution and mixed with it. The tubes were then placed in a suction bottle for vacuum infiltration and applied 2 to 3 times vacuum. The infiltration was complete, though the leaves become transparent and sink. The tubes were then filled with 14 ml the staining solution filled up, good closed and over Incubated at 37 ° C overnight.
GUS-FärbelösungGUS staining solution
- 100 mM Na-Phosphat-Puffer, End.-pH 7,0100 mM Na phosphate buffer, final pH 7.0
- 10 mM Na-EDTA10 mM Na-EDTA
- 1,4 mM K-hexacyanoferrat(II)1.4 mM K-hexacyanoferrate (II)
- 1,4 mM K-hexacyanoferrat(III)1.4 mM K-hexacyanoferrate (III)
- 0,1 % Triton X-1000.1% Triton X-100
- 20% Methanol20% methanol
- 1 mg/ml X-Gluc.1 mg / ml X-Gluc.
Zur Anfärbung der Pilzstrukturen kann ggf. eine Coomassie-Färbung durchgeführt werden. Dazu wird die GUS-Färbelösung nach der Übernacht-Inkubation vorsichtig abgegossen und die Röhrchen mit 8 ml Coomassie-Lösung befüllt. Die Blätter werden für 5 min. bei Raumtemperatur mit der Färbelösung inkubiert, bevor die Färbelösung abgegossen und die Proben 2 Mal mit destilliertem Wasser gespült werden.to staining If necessary, a Coomassie staining can be carried out on the fungal structures. For this, the GUS staining solution is after the overnight incubation carefully poured off and the tubes with 8 ml Coomassie solution filled. The leaves be for 5 min. incubate with the staining solution at room temperature before decanting the staining solution and rinse the samples twice with distilled water.
Coomassie-LösungCoomassie solution
Für 500 ml:For 500 ml:
- • 1,5 g Coomassie R 250 (0,3%) in 250 ml Methanol lösen• 1.5 Dissolve the Coomassie R 250 (0.3%) in 250 ml of methanol
- • 37,5 g Trichloressigsäure (7,5%) in H2O vorlösen• Pre-dissolve 37.5 g of trichloroacetic acid (7.5%) in H 2 O.
- • Beide Lösungen mischen und mit H2O auf Endvolumen von 500 ml auffüllen• Mix both solutions and make up to the final volume of 500 ml with H 2 O.
- • Coomassie-Färbelösung durch Papierfilter in Blaukappen-FL. filtrieren• Coomassie staining solution Paper filter in blue caps FL. filter
Falls keine Coomassie-Färbung durchgeführt wird, werden die Blätter nach der GUS-Färbung für 5 min. in Entfärbelösung gebadet (7,5% TCA, 50% Methanol) und anschließend mit destilliertem Wasser gespült.If no Coomassie staining carried out becomes, the leaves become after GUS staining for 5 min. bathed in decolorizing solution (7.5% TCA, 50% methanol) and then with distilled water rinsed.
Die
Blätter
wurden nach der GUS- und ggf. der Coomassie-Färbung vorsichtig aus dem Röhrchen entnommen
und mit der adaxialen Seite nach oben auf den Objektträger gelegt.
Pro Objektträger
wurden 200 μl destilliertes
Wasser zugegeben und das Deckglas vorsichtig aufgelegt. Anschließend wurde
der Pilzbefall der Pflanze mikroskopisch ausgewertet (vgl.
Zur
Quantifizierung des Pilzbefalls wurde der haustoriale Index (HI)
der GUS-positiven, also transformierten, Zellen nach folgender Formel
berechnet:
Der
relative HI der mit den 13 getesteten RNAi-Konstrukten transformierten
Gerstezellen ist in
Interessanterweise weisen die beiden cDNA-Fragmente HO11N21 und HO15J13, deren RNAi-Konstrukte die Wirtsanfälligkeit von Gerste gegenüber Blumeria graminis signifikant reduzieren, hochsignifikante Homologien auf Proteinebene zu pilzlichen β-1,3-Glucanosyltranferasen auf, sind aber zueinander auf DNA-Ebene nur wenig homolog, so dass ein „Cross-Silencing" der Glucanosyltransferasegene durch je ein RNAi-Konstrukt ausgeschlossen werden kann.Interestingly, show the two cDNA fragments HO11N21 and HO15J13, their RNAi constructs the susceptibility to host from barley opposite Significantly reduce Blumeria graminis, highly significant homologies at the protein level to fungal β-1,3-glucanosyltranferases but are little homologous to each other at the DNA level, so that a cross-silencing of the glucanosyltransferase genes can be excluded by one RNAi construct.
Beschreibung der Abbildungendescription of the pictures
Es folgt ein Sequenzprotokoll nach WIPO St. 25.It follows a sequence listing according to WIPO St. 25. Dieses kann von der amtlichen Veröffentlichungsplattform des DPMA heruntergeladen werden.This can from the official publication platform downloaded from the DPMA.
Claims (35)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510011648 DE102005011648A1 (en) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | A method of increasing fungal resistance in transgenic plants by host-induced suppression of gene expression in fungal pathogens |
PCT/EP2006/060696 WO2006097465A2 (en) | 2005-03-14 | 2006-03-14 | Method for increasing a fungal resistance of transgenic plants by a host induced suppression of a pathogenic fungi genetic expression |
ARP060100958A AR052607A1 (en) | 2005-03-14 | 2006-03-14 | PROCEDURE TO INCREASE THE RESISTANCE TO FUNGIANS OF TRANSGENIC PLANTS THROUGH THE INHIBITION OF GENETIC EXPRESSION IN FUNGICAL PATHOGENS INDUCED BY THE GUEST |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200510011648 DE102005011648A1 (en) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | A method of increasing fungal resistance in transgenic plants by host-induced suppression of gene expression in fungal pathogens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005011648A1 true DE102005011648A1 (en) | 2006-09-21 |
Family
ID=36848420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200510011648 Ceased DE102005011648A1 (en) | 2005-03-14 | 2005-03-14 | A method of increasing fungal resistance in transgenic plants by host-induced suppression of gene expression in fungal pathogens |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AR (1) | AR052607A1 (en) |
DE (1) | DE102005011648A1 (en) |
WO (1) | WO2006097465A2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008014041A1 (en) * | 2008-03-13 | 2009-09-17 | Leibniz-Institut für Pflanzengenetik Und Kulturpflanzenforschung (IPK) | Method of producing broad-spectrum resistance to fungi in transgenic plants |
DE102011114914A1 (en) * | 2011-10-06 | 2013-04-11 | Kws Saat Ag | TRANSGENIC PLANT OF THE TYPE BETA VULGARIS WITH INCREASED RESISTANCE TO CERCOSPORA |
EP3101135A1 (en) | 2015-06-01 | 2016-12-07 | Universität Hamburg | Method of conferring resistance against a fusarium plant disease |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995021924A1 (en) * | 1994-02-10 | 1995-08-17 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Expression of the glucose oxidase gene in transgenic organisms |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6506559B1 (en) * | 1997-12-23 | 2003-01-14 | Carnegie Institute Of Washington | Genetic inhibition by double-stranded RNA |
BRPI0416713B8 (en) * | 2003-12-23 | 2020-02-04 | Bayer Sas | methods of producing a plant or plant cell resistant to a phytopathogenic fungus, methods to inhibit or reduce the expression of a fungus gene and use of a construct |
-
2005
- 2005-03-14 DE DE200510011648 patent/DE102005011648A1/en not_active Ceased
-
2006
- 2006-03-14 WO PCT/EP2006/060696 patent/WO2006097465A2/en active Application Filing
- 2006-03-14 AR ARP060100958A patent/AR052607A1/en unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995021924A1 (en) * | 1994-02-10 | 1995-08-17 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Expression of the glucose oxidase gene in transgenic organisms |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AR052607A1 (en) | 2007-03-21 |
WO2006097465A3 (en) | 2007-02-22 |
WO2006097465A2 (en) | 2006-09-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3011037B1 (en) | Rhizomania-resistant gene | |
EP2882858B1 (en) | Transgenic plant of the species solanum tuberosum with resistance to phytophthora | |
EP2268819B1 (en) | Method for creating broad-spectrum resistance to fungi in transgenic plants | |
WO2013091612A2 (en) | Novel plant-derived cis-regulatory elements for the development of pathogen-responsive chimeric promotors | |
EP2081954B1 (en) | Methods for increasing the resistance of plants to fungi | |
DE69930629T2 (en) | INDUCIBLE PROMOTERS | |
EP1207204A1 (en) | Tissue-specific promoters from sugar beet | |
EP2487245A2 (en) | Method for increasing pathogen resistance in transgenic plants | |
WO2006097465A2 (en) | Method for increasing a fungal resistance of transgenic plants by a host induced suppression of a pathogenic fungi genetic expression | |
JP2002508938A (en) | Promoters that can be induced in plants, sequences that introduce the promoter, and resulting products | |
EP1759005B1 (en) | Method for increasing pathogen-resistance in transgenic plants by expression of peroxidase | |
DE102005025656A1 (en) | Promoter for epidermis-specific, pathogen-inducible transgene expression in plants | |
WO2000078981A1 (en) | Method of increasing the resistance of cultivated plants to phytopathogenic fungi and bacteria by methods of molecular genetics | |
EP1183378B1 (en) | Nucleotide sequence for increasing the defense reaction of a plant against infection by a pathogen | |
WO2004009821A1 (en) | Method for the production of transgenic plants with increased virus resistance by silencing vegetable dnaj-like proteins | |
DE10063986A1 (en) | Plants with improved resistance | |
DE19621572A1 (en) | Localized cell death in plants | |
WO2004005504A1 (en) | Methods for obtaining pathogen resistance in plants | |
WO2018029300A1 (en) | Resistance gene to rhizomania | |
KR100880585B1 (en) | Salicylic acid and/or pathogen inducible promoter | |
EP1246911B1 (en) | Method for detecting and characterising active agents against plant pathogens | |
WO2003014364A1 (en) | Method for influencing the acceptance of minerals in transgenic plants | |
Haugland | Defense priming and epigenetic mechanisms in regulating resistance against Botrytis cinerea in strawberry | |
DE19860313A1 (en) | Screening effectiveness of agents against plant pathogens at the molecular level by determining altered gene expression | |
DE10050233A1 (en) | Process for the genetic modification of a plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: LEIBNIZ-INSTITUT FUER PFLANZENGENETIK UND KULT, DE |
|
8131 | Rejection |