EP0797675B1

Reversible nuclear genetic system for male sterility in transgenic plants

Abstract

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Expired 7 December 2015, 10.8 years ago.

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21 claims: 21 independent, 0 dependent

  1. 1
    A method for producing reversible male sterility in a plant which comprises:(a) introducing into the genome of a pollen-producing plant capable of being genetically transformed a first recombinant DNA molecule comprising: (i) a DNA sequence encoding a gene product which when expressed in a plant inhibits pollen formation or function;(ii) an operator which controls the expression of said DNA sequence;and(iii) a promoter specific to cells critical to pollen formation or function operatively linked to said DNA sequence encoding a gene product;(b) growing the plant obtained in step (a) under conditions such that male sterility is achieved as a result of the expression of the DNA sequences;and(c) crossing said male sterile plant with pollen derived from a male fertile line to form a hybrid plant which is male fertile, said pollen having integrated into its genome a second recombinant DNA molecule comprising: a DNA sequence encoding a DNA-binding protein and causing repression of transcription, anda promoter which controls expression of said DNA sequence, said DNA-binding protein capable of binding to the operator of the recombinant DNA of the male-sterile plant and causing repression of transcription. Méthode pour produire une stérilité mâle réversible chez une plante qui comprend : a. L'introduction dans le génome d'une plante produisant du pollen, capable d'être génétiquement transformée, d'une première molécule d'ADN recombinant comprenant : i. une séquence d'ADN codant un produit de gène qui lorsqu'il est exprimé dans une plante inhibe la formation ou la fonction du pollen ;ii. un opérateur qui contrôle l'expression de ladite séquence d'ADN ;etiii. un promoteur spécifique de cellules critiques pour la formation ou la fonction du pollen, lié de manière opérationnelle à ladite séquence d'ADN codant un produit de gène ;b. La croissance de la plante obtenue dans l'étape (a) dans des conditions telles que la stérilité mâle est obtenue comme le résultat de l'expression des séquences d'ADN ;etc. Le croisement de ladite plante mâle stérile avec du pollen dérivé d'une lignée fertile mâle pour former une plante hybride qui est fertile mâle, ledit pollen ayant intégré dans son génome une deuxième molécule d'ADN recombinante comprenant : une séquence d'ADN codant une protéine se liant à l'ADN et provoquant la répression de la transcription, etun promoteur qui contrôle l'expression de ladite séquence d'ADN, ladite protéine se liant à l'ADN étant capable de se lier à l'opérateur de l'ADN recombinant de la plante stérile mâle et de provoquer une répression de la transcription. Verfahren zur Herstellung reversibler männlicher Sterilität in einer Pflanze umfassend: (a) Einbringen eines ersten rekombinanten DNA-Moleküls in das Genom einer Pollen-produzierenden Pflanze, die genetisch transformiert werden kann, wobei das erste rekombinante DNA-Molekül umfasst: (i) eine DNA-Sequenz, die ein Genprodukt codiert, welches, nach Expression in einer Pflanze, die Pollenbildung oder deren Funktion hemmt;(ii) einen Operator, der die Expression der DNA-Sequenz kontrolliert;und(iii) einen Promotor, der spezifisch für Zellen ist, die kritisch für die Pollenbildung oder deren Funktion sind, wobei der Promotor funktionell mit der DNA-Sequenz, die ein Genprodukt codiert, verknüpft ist;(b) Züchten der Pflanze, die in Schritt (a) erhalten wurde, unter Bedingungen, die es erlauben, dass männliche Sterilität als Ergebnis der Expression der DNA-Sequenzen erreicht wird;(c) Kreuzen der männlichen sterilen Pflanze mit Pollen von einer männlichen fertilen Linie, um eine Hybridpflanze zu erzeugen, die männlich fertil ist, wobei die Pollen ein zweites rekombinantes DNA-Molekül in ihr Genom integriert haben, wobei das zweite rekombinante DNA-Molekül umfasst: eine DNA-Sequenz, die ein DNA-bindendes Protein codiert und die Repression der Transkription verursacht, undeinen Promotor, der die Expression der DNA-Sequenz kontrolliert, wobei das DNA-bindende Protein in der Lage ist, den Operator der rekombinanten DNA der männlich sterilen Pflanze zu binden und die Repression der Transkription zu verursachen.
  2. 2
    Méthode selon la revendication 1, dans laquelle ledit produit du gène de ladite première molécule recombinante est une cytotoxine. The method of claim 1, wherein said gene product of said first recombinant molecule is a cytotoxin. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Genprodukt des ersten rekombinanten Molekül ein Cytotoxin ist.
  3. 3
    Méthode selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle ledit opérateur est un opérateur lexA. The method of claim 1 or 2, wherein said operator is a lexA operator. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Operator ein lexA-Operator ist.
  4. 4
    Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle ladite première molécule recombinante ou ladite deuxième molécule d'ADN recombinant comprend en plus un gène marqueur sélectionnable. The method af any one of claims 1 to 3, wherein said first recombinant molecule or said second recombinant DNA molecule further comprises a selectable marker gene. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das erste rekombinante Molekül oder das zweite rekombinante DNA-Molekül weiterhin ein selektierbares Markergen umfasst.
  5. 5
    Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle ladite protéine de liaison à l'ADN est une protéine lexA. The method of any one of claims 1 to 4, wherein said DNA-binding protein is a lexA protein. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das DNA-bindende Protein ein lexA-Protein ist.
  6. 6
    Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle ledit promoteur de ladite première et/ou de ladite deuxième molécule d'ADN recombinant est un promoteur spécifique des cellules critiques pour la formation ou la fonction du pollen. The method of any one of claims 1 to 5, wherein said promoter of said first and/or said second recombinant DNA molecule is a promoter specific to cells critical to pollen formation or function. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Promotor des ersten und/oder zweiten rekombinanten DNA-Moleküls ein Promotor spezifisch für Zellen ist, die kritisch für die Pollenbildung oder deren Funktion sind.
  7. 7
    Méthode selon la revendication 6, dans laquelle ledit promoteur de ladite première et/ou ladite deuxième molécule d'ADN recombinant est un promoteur anthère spécifique. The method of claim 6, wherein said promoter of said first and/or said second recombinant DNA molecule is an anther-specific promoter. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Promotor des ersten und/oder zweiten rekombinanten DNA-Moleküls ein Staubbeutel-spezifischer Promotor ist.
  8. 8
    Méthode selon la revendication 7, dans laquelle ledit promoteur anthère spécifique comprend une séquence nucléotidique de la séquence nucléotidique représentée dans la Figure 1 qui présente la capacité de contrôler l'expression d'une séquence d'ADN codant un produit de gène. The method of claim 7, wherein said anther-specific promoter comprises a nucleotide sequence of the nucleotide sequence set forth in Figure 1 which exhibits the ability to control expression of a DNA sequence encoding a gene product. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Staubbeutel-spezifische Promotor eine Nucleotidsequenz der Nucleotidsequenz wie in Figur 1 dargestellt umfasst, welche die Fähigkeit zeigt, die Expression einer DNA-Sequenz, die ein Genprodukt codiert, zu kontrollieren.
  9. 9
    Méthode selon la revendication 8, dans laquelle ledit promoteur comprend une séquence nucléotidique choisie parmi le groupe constitué de :a. une séquence nucléotidique s'étendant sur au moins 503 paires de bases en amont par rapport au codon d'initiation de transcription à la position nucléotidique 1488 de la Figure 1;b. une séquence nucléotidique s'étendant de la position -503 à la position -1 en amont par rapport au codon d'initiation de transcription à la position nucléotidique 1488 de la Figure 1 ;c. une séquence nucléotidique s'étendant de la position -587 à la position -1 en amont par rapport au codon d'initiation de transcription à la position nucléotidique 1488 de la Figure 1 ;d. une séquence nucléotidique s'étendant de la position -890 à la position -1 en amont par rapport au codon d'initiation de transcription à la position nucléotidique 1488 de la Figure 1 ;ete. une séquence nucléotidique s'étendant de la position -503 à la position -134 en amont par rapport au codon d'initiation de transcription à la position nucléotidique 1488 de la Figure 1. The method of claim 8, wherein said promoter comprises a nucleotide sequence selected from the group consisting of: (a) a nucleotide sequence extending at least 503 base pairs upstream relative to the start codon at nucleotide position 1488 of Figure 1;(b) a nucleotide sequence extending from position -503 to position -1 upstream relative to the start codon at nucleotide position 1488 of Figure 1;(c) a nucleotide sequence extending from position -587 to position -1 upstream relative to the start codon at nucleotide position 1488 of Figure 1;(d) a nucleotide sequence extending from position -890 to position -1 upstream relative to the start codon at nucleotide position 1488 of Figure 1;and(e) a nucleotide sequence extending from position -503 to position -134 upstream relative to the start codon at nucleotide position 1488 of Figure 1. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Promotor eine Nucleotidsequenz umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: (a) einer Nucleotidsequenz, die sich mindestens 503 Basenpaare stromaufwärts relativ zum Startcodon an der Nucleotidposition 1488 von Figur 1 erstreckt;(b) einer Nucleotidsequenz, die sich von Position -503 bis Position -1 stromaufwärts relativ zum Startcodon an der Nucleotidposition 1488 von Figur 1 erstreckt;(c) einer Nucleotidsequenz, die sich von Position -587 bis Position -1 stromaufwärts relativ zum Startcodon an der Nucleotidposition 1488 von Figur 1 erstreckt;(d) einer Nucleotidsequenz, die sich von Position -890 bis Position -1 stromaufwärts relativ zum Startcodon an der Nucleotidposition 1488 von Figur 1 erstreckt;und(e) einer Nucleotidsequenz, die sich von Position -503 bis Position -134 stromaufwärts relativ zum Startcodon an der Nucleotidposition 1488 von Figur 1 erstreckt.
  10. 10
    Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle ledit promoteur de ladite molécule d'ADN recombinant est un promoteur inductible ou un promoteur constitutif. The method of any one of claims 1 to 9, wherein said promoter of said recombinant DNA molecule is an inducible promoter or a constitutive promoter. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Promotor des rekombinanten DNA-Moleküls ein induzierbarer Promotor oder ein konstitutiver Promotor ist.
  11. 11
    Méthode selon la revendication 10, dans laquelle ledit promoteur constitutif est un promoteur ubiquitine de maïs. The method of claim 10, wherein said constitutive promoter is a maize ubiquitin promoter. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der konstitutive Promotor ein Mais-Ubiquitin-Promotor ist.
  12. 12
    Méthode selon la revendication 8 ou 10, dans laquelle ladite construction est la construction représentée dans la Figure 13, qui contient le promoteur ayant la séquence de 503 paires de bases en amont par rapport au codon d'initiation de transcription à la position 1488 tel que représentée dans la Figure 1 fusionnée avec le gène lexA de E.coli et le promoteur double 35S CaMV et l'intron ADH1 de maïs fusionnés au gène BAR et le terminateur pinll. The method of claim 8 or 10, wherein said construct is the construct shown in Figure 13, which contains the promoter having the sequence of 503 base pairs upstream relative to the start codon at nucleotide position 1488 as shown in Figure 1 fused to the E.coli lexA gene and the double CaMV 35S promoter and maize ADH1 intron fused to the BAR gene and the pinll terminator. Verfahren nach Anspruch 8 oder 10, wobei das Konstrukt das Konstrukt wie in Figur 13 gezeigt ist, welches den Promotor mit der Sequenz von 503 Basenpaaren stromaufwärts relativ zum Startcodon an der Nucleotidposition 1488 wie in Figur 1 gezeigt enthält, der fusioniert ist mit dem E. coli-lexA-Gen und dem dopppelten CaMV 35S-Promotor und Mais-ADH1-Intron, welches mit dem BAR-Gen und dem pinll-Terminator fusioniert ist.
  13. 13
    Méthode selon l'une quelconque des revendications 2 à 11, dans laquelle ladite cytotoxine est une méthylase DAM. The method of any one of claims 2 to 11, wherein said cytotoxin is DAM-methylase. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei das Cytotoxin DAM-Methylase ist.
  14. 14
    Méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, dans laquelle ladite première molécule d'ADN recombinant comprend en plus un gène codant un activateur transcriptionnel qui peut se lier audit opérateur et activer la transcription de ladite séquence d'ADN codant un produit de gène qui inhibe la formation ou la fonction du pollen. The method of any one of claims 1 to 13, wherein said first recombinant DNA molecule further comprises a gene encoding a transcriptional activator that can bind to said operator and activate transcription of said DNA sequence encoding a gene product which inhibits pollen formation or function. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das erste rekombinante DNA-Molekül weiterhin ein Gen umfasst, welches einen Transkriptionsaktivator codiert, der den Operator binden und die Transkription der DNA-Sequenz, die ein Genprodukt codiert, welches die Pollenbildung oder deren Funktion hemmt, aktivieren kann.
  15. 15
    Méthode selon la revendication 14, dans laquelle ledit gène codant un activateur transcriptionnel est lié de manière opérationnelle à un promoteur tel que défini dans l'une quelconque des revendications 8, 9 et 12 qui dirige la transcription de l'ADN dans les cellules ou les tissues critiques pour la formation ou la fonction du pollen. The method of claim 14, wherein said gene encoding a transcriptional activator is operatively linked to a promoter as defined in any one of claims 8, 9 and 12 that drives DNA transcription in cells or tissues critical to pollen formation or function. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Gen, welches einen Transkriptionsaktivator codiert, funktionell mit einem Promotor wie in einem der Ansprüche 8, 9 und 12 definiert verknüpft ist, der die DNA-Transkription in Zellen oder Geweben, die für die Pollenbildung oder deren Funktion kritisch sind, steuert.
  16. 16
    Méthode selon la revendication 14 ou 15, dans laquelle ledit activateur transcriptionnel est une protéine de fusion. The method of claim 14 or 15, wherein said transcriptional activator is a fusion protein. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Transkriptionsaktivator ein Fusionsprotein ist.
  17. 17
    Méthode selon la revendication 16, dans laquelle ladite protéine de fusion est une fusion entre lexA et C1. The method of claim 16, wherein said fusion protein is a fusion between lexA and C1. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Fusionsprotein eine Fusion zwischen lexA und C1 ist.
  18. 18
    A male sterile plant obtainable according to the method of any one of claims 1 to 17 or a plant derived therefrom, wherein said operator is a lexA operator. Männlich sterile Pflanze erhältlich gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, oder eine davon abgeleitete Pflanze, wobei der Operator ein lexA-Operator ist. Plante stérile mâle susceptible d'être obtenue selon la méthode de l'une quelconque des revendications 1 à 17 ou une plante dérivée de celle-ci, dans laquelle ledit opérateur est un opérateur lexA.
  19. 19
    Graines de la plante stérile mâle selon la revendication 18 ou d'une plante dérivée de celle-ci. Samen der männlich sterilen Pflanze nach Anspruch 18 oder einer davon abgeleiteten Pflanze. Seeds of the male sterile plant of claim 18 or of a plant derived therefrom.
  20. 20
    Use of a first and second recombinant DNA molecule as defined in any one of claims 1 to 17 for producing male sterility in a plant. Utilisation d'une première et seconde molécules d'ADN recombinant telles que définies dans l'une quelconque des revendications 1 à 17 pour la production d'une stérilité mâle chez une plante. Verwendung eines ersten und zweiten rekombinanten DNA-Moleküls wie in einem der Ansprüche 1 bis 17 definiert zur Herstellung männlicher Sterilität in einer Pflanze.
  21. 21
    A recombinant DNA molecule as defined in any one of claims 1 to 17, comprising a nucleotide sequence of the promoter as defined in any one of claims 8, 9 and 12. Molécule d'ADN recombinant telle que définie dans l'une quelconque des revendications 1 à 17, comprenant une séquence nucléotidique du promoteur tel que défini dans l'une quelconque des revendications 8, 9 et 12. Rekombinantes DNA-Molekül wie in einem der Ansprüche 1 bis 17 definiert, umfassend eine Nucleotidsequenz des Promotors wie in einem der Ansprüche 8, 9 und 12 definiert.
Independent claims21