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TRANSGENIC PLANT EXHIBITING ENHANCED GROWTH AND METHOD FOR PRODUCING SAME NEW_EN

Foreign code F190009941
File No. (S2018-0266-N0)
Posted date Oct 24, 2019
Country WIPO
International application number 2019JP001491
International publication number WO 2019142916
Date of international filing Jan 18, 2019
Date of international publication Jul 25, 2019
Priority data
  • P2018-007923 (Jan 22, 2018) JP
Title TRANSGENIC PLANT EXHIBITING ENHANCED GROWTH AND METHOD FOR PRODUCING SAME NEW_EN
Abstract The present invention addresses the problem of providing a plant which exhibits an enhanced growing ability compared to plants produced by conventional methods, by establishing a method for producing a transgenic plant which exhibits an enhanced growing ability. A transgenic plant which exhibits a growing ability which is enhanced compared to that of the host plant, and has a chimeric protein of a peptide containing an amino acid sequence derived from a motor domain of myosin XI of a donor plant 1, which is a plant species other than the host plant, and a peptide containing an amino acid sequence derived from a domain other than the motor domain of myosin XI of a donor plant 2, which is the host plant or a plant species other than the host plant, the transgenic plant being characterized in that the motor domain loop 2 region has EEPKQGGKGGGKSSFSSIG or EEPKQGGGKGGSKSSFSSIG, and in addition to these sequences, has an amino acid sequence in which multiple amino acids have been deleted, replaced or added.
Outline of related art and contending technology BACKGROUND ART
Techniques to promote the growth of plants, plant biomass and thereby increases the amount, agricultural, forestry and biomass energy industry is very important. Thus, for example, the optimization of the cultivation conditions, the processing by the plant hormone, modification of an endogenous gene, by the introduction of an exogenous gene, knock-out transgenic plant or plant such as making various attempts have been made.
By the introduction of foreign genes in transgenic plants is an invention relating to the size of the (non-patent document 1, 2). In many cases, the size of the conventional technology of the tobacco plant, Arabidopsis thaliana, rice, corn has been introduced to the foreign gene, for example, described in Non-Patent Document 1 and 2 such as a gene encoding a protein involved in photosynthesis path is. However, such a combining method of the size of the plant due to enhancement of the path may be problematic. It is, it is possible to improve the ability of the coupling leaves even if, and only a limited effect on the entire plant is not exhibited. Further, as a result of combining the product stored in the leaves, is an improved ability to photosynthesis, the feedback effect decayed over time.
The inventors of the present invention, plasma flow rate that will cause the rate of growth in the plant cell is presumed, having plant cells of the actin cardiomyosin XI focused on the rate of motion to motion. Of actin-myosin (Chara corallina) on the movement speed is very fast. Further, experimental plant models, genetic and physiological characteristic has been solved from a portion, is in monocots (Brachypodium distachyon) minato wheat grass, in dicotyledonous plant Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) been used (Non-Patent Document 3, 4). Therefore, the inventors of the present invention, and is selected as the host plant Arabidopsis thaliana minato wheat grass, these motor domain other than domain cardiomyosin XI, XI to the donor domain assessing the plant is selected as the motor, the motor of the combination of assessing the XI domain expression of the chimeric proteins for the purpose of the host plant, the gene encoding the chimeric protein can be introduced into the host plant attempted. As a result, for both Arabidopsis and minato wheat grass, compared to the wild-type growth is enhanced and the size of the transformed plant production (Patent Document 1) has succeeded.
Scope of claims (In Japanese)[請求項1]
 ホスト植物の増強された成長力を有する形質転換植物であって、
 前記ホスト植物以外の植物種であるドナー植物1のミオシンXIのモータードメイン由来のアミノ酸配列を含むペプチドと、前記ホスト植物又は前記ホスト植物以外の植物種であるドナー植物2のミオシンXIのモータードメイン以外のドメイン由来のアミノ酸配列とを含むペプチドとのキメラタンパク質を有し、
 前記モータードメインのループ2領域が、EEPKQGGKGGGKSSFSSIG(配列番号36)若しくはEEPKQGGGKGGSKSSFSSIG(配列番号37)又はこれらの配列の複数のアミノ酸が、欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列を有することを特徴とする、形質転換植物。

[請求項2]
 前記モータードメインが、下記(i)~(iii)のいずれか1つのアミノ酸配列を有するペプチドを有することを特徴とする、請求項1に記載の形質転換植物:
(i) 配列番号14、16及び18のいずれかで表されるアミノ酸配列;
(ii) 配列番号14、16及び18のいずれかで表されるアミノ酸配列と85%以上の相同性を有するアミノ酸配列;
(iii) 配列番号14、16及び18のいずれかで表されるアミノ酸配列中の複数のアミノ酸が、欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列。

[請求項3]
 前記キメラタンパク質が、アクチンに結合しアクチン上を運動するin vitro運動アッセイにおけるモータードメインだけの運動速度が、野生型ホスト植物のミオシンXIタンパク質のin vitro運動アッセイにおけるモータードメインだけの運動速度と比較して4倍以上、又は6μm/秒以上である、
 ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の形質転換植物。

[請求項4]
 前記モータードメインのアクチン活性化ATPase活性のVmaxが、150 Pi/秒以上であることを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の形質転換植物。

[請求項5]
 前記ミオシンXIタンパク質のモータードメインについてのドナー植物1が、シャジクモ(Chara braunii又はChara australis)であることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の形質転換植物。

[請求項6]
 前記キメラタンパク質が、ホスト植物又は前記ホスト植物以外の植物種であるドナー植物2のミオシンXIタンパク質のネックドメイン、ロッドドメイン及び球状テールドメイン、並びに、前記ドナー植物1由来のモータードメインを含むことを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の形質転換植物。

[請求項7]
 前記ホスト植物及び/又は前記モータードメイン以外のドメインを提供するドナー植物2が、単子葉植物及び双子葉植物のいずれかであることを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載の形質転換植物。

[請求項8]
 前記単子葉植物が、ミナトカモジグサ(Brachypodium distachyon)、イネ、小麦、ライ小麦、大麦、オート麦、ライ麦、モロコシ、キビ、サトウキビ及びメイズ(トウモロコシ)からなる群から選択される1種であることを特徴とする、請求項7に記載の形質転換植物。

[請求項9]
 前記双子葉植物がシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)、タバコ、トマト、ジャガイモ、マメ、ダイズ、ニンジン、キャッサバ、アルファルファ及び綿からなる群から選択される1種であることを特徴とする、請求項7に記載の形質転換植物。

[請求項10]
 ホスト植物の増強された成長力を有する形質転換植物の製造方法であって、
 前記ホスト植物以外の植物種であるドナー植物1のミオシンXIのモータードメイン由来のアミノ酸配列を含むペプチドと、前記ホスト植物又は前記ホスト植物以外のドナー植物2のミオシンXIのモータードメイン以外のドメイン由来のアミノ酸配列を含むペプチドとのキメラタンパク質をコードする遺伝子を導入する工程を含み、
 前記モータードメインのループ2領域が、EEPKQGGKGGGKSSFSSIG(配列番号36)若しくはEEPKQGGGKGGSKSSFSSIG(配列番号37)又はこれらの配列の複数のアミノ酸が、欠失、置換及び/又は付加されたアミノ酸配列を有することを特徴とする、該形質転換植物の製造方法。

[請求項11]
 前記モータードメインが、下記(i)~(iii)のいずれか1つの核酸配列でコードされたペプチドを有することを特徴とする、請求項10に記載の製造方法。
(i) 配列番号13、15及び17のいずれかで表される核酸配列、
(ii) 配列番号13、15及び17のいずれかで表される核酸配列と85%以上の相同性を有する核酸配列、
(iii) 配列番号13、15及び17のいずれかで表される核酸配列中の複数の核酸が、欠失、置換及び/又は付加された核酸配列。

[請求項12]
 前記キメラタンパク質が、アクチンに結合しアクチン上を運動するin vitro運動アッセイにおけるモータードメインだけの運動速度が、野生型ホスト植物のミオシンXIタンパク質のin vitro運動アッセイにおけるモータードメインだけの運動速度と比較して4倍以上、又は温度25℃で6μm/秒以上である、
 ことを特徴とする、請求項10又は11に記載の製造方法。

[請求項13]
 前記モータードメインのアクチン活性化ATPase活性のVmaxが、150 Pi/秒以上であることを特徴とする、請求項10~12のいずれか1項に記載の製造方法。

[請求項14]
 請求項10~13のいずれか1項に記載の製造方法で製造されることを特徴とする、形質転換植物。
  • Applicant
  • ※All designated countries except for US in the data before July 2012
  • WASEDA UNIVERSITY
  • NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION CHIBA UNIVERSITY
  • Inventor
  • TOMINAGA, Motoki
  • ITO, Kohji
IPC(International Patent Classification)
Specified countries National States: AE AG AL AM AO AT AU AZ BA BB BG BH BN BR BW BY BZ CA CH CL CN CO CR CU CZ DE DJ DK DM DO DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM GT HN HR HU ID IL IN IR IS JO JP KE KG KH KN KP KR KW KZ LA LC LK LR LS LU LY MA MD ME MG MK MN MW MX MY MZ NA NG NI NO NZ OM PA PE PG PH PL PT QA RO RS RU RW SA SC SD SE SG SK SL SM ST SV SY TH TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN ZA ZM ZW
ARIPO: BW GH GM KE LR LS MW MZ NA RW SD SL SZ TZ UG ZM ZW
EAPO: AM AZ BY KG KZ RU TJ TM
EPO: AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR
OAPI: BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW KM ML MR NE SN ST TD TG
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