Растения, устойчивые к микотоксину трихоцену, и способы их получения
Номер патента: 6737
Опубликовано: 28.04.2006
Авторы: Питерс Черил, Досон Джон Л., Сэлмерон Джон Маньюэл, Хон Томас М., Рид Джанет Н.
Формула / Реферат
1. Растительная клетка, включающая гетерологичный полинуклеотид, кодирующий трихотецен-3-О-ацетилтрансферазу, который экспрессируется в растительной клетке, и обусловливает устойчивость растительной клетки к трихотецену, несущему С-3 гидроксильную группу, причем указанный гетерологичный полинуклеотид включает:
а) нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:1 Fusarium sporotrichioides или последовательность по меньшей мере на 65% идентичную указанной последовательности;
б) нуклеотидную последовательность, кодирующую трихотецен-3-O-ацетилтрансферазу Fusarium sporotrichioides с аминокислотной последовательностью SEQ ID NO:2, или с аминокислотной последовательностью по меньшей мере на 65% идентичной указанной аминокислотной последовательности.
2. Растение, включающее растительную клетку по п.1.
3. Растение по п.2, обладающее устойчивостью к грибам, продуцирующим трихотецен, несущий С-3-гидроксильную группу.
4. Растение по п.3, обладающее устойчивостью к грибам рода Fusarium, предпочтительно к Fusarium graminearum или Fusarium sporotrichioides.
5. Растение по любому из пп.2-4, где гетерологичный полинуклеотид представляет собой микробный полинуклеотид или предпочтительно полинуклеотид дрожжей или грибов.
6. Растение по п.5, где грибной полинуклеотид представляет собой полинуклеотид Fusarium, предпочтительно полинуклеотид Fusarium graminearum.
7. Растение по п.6, где гетерологичный полинуклеотид включает нуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO:5.
8. Растение по любому из пп.2-6, где гетерологичный полинуклеотид включает область, состоящую по крайней мере из 80 последовательно расположенных пар оснований последовательности SEQ ID NO:1, предпочтительно область, состоящую по крайней мере из 50 последовательно расположенных пар оснований последовательности SEQ ID NO:1, и более предпочтительно область, состоящую по крайней мере из 21 последовательно расположенных пар оснований последовательности SEQ ID NO:1, и наиболее предпочтительно область, состоящую по крайней мере из 18 последовательно расположенных пар оснований последовательности SEQ ID NO:1.
9. Растение по любому из пп.2-8, обладающее устойчивостью к трихотецену, выбранному из группы, включающей Т-2-токсин, НТ-2-токсин, изотриходермол, 4,15-диацетоксискрипенол (DAS), 3-деацетилкалонектрин, 3,15-дидеацетилкалонектрин, скирпентриол, неосоланиол; трихотецен типа В: 15-ацетилдезоксиниваленол, ниваленол, 4-ацетилниваленол (фусаренон-Х), 4,15-диацетилниваленол, 4,7,15-ацетилниваленол и дезоксиниваленол (DON), но предпочтительно DON или DAS.
10. Растение по любому из пп.2-9, представляющее собой растение пшеницы, кукурузы, ячменя или риса.
11. Семенной материал растения по любому из пп.2-10.
12. Способ получения растения, устойчивого к трихотецену, несущему С-3 гидроксильную группу, предусматривающий стадии:
а) трансформации растительной клетки гетерологичным полинуклеотидом, кодирующим трихотецен-3-О-ацетилтрансферазу, обеспечивающим устойчивость растения к трихотецену, несущему С-3 гидроксильную группу, причем указанный гетерологичный полинуклеотид включает
нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:1 Fusarium sporotrichioides или последовательность по меньшей мере на 65% идентичную указанной последовательности;
нуклеотидную последовательность, кодирующую трихотецен-3-O-ацетилтрансферазу Fusarium sporotrichioides с аминокислотной последовательностью SEQ ID NO:2, или с аминокислотной последовательностью по меньшей мере на 65% идентичной указанной аминокислотной последовательности;
б) обеспечение экспрессии трихотецен-3-О-ацетилтрансферазы с уровнем, достаточным для проявления биологической активности;
в) регенерации растительной клетки в растение; и
г) отбор растения, обладающего повышенной устойчивостью к трихотецену.
13. Способ по п.12, дополнительно включающий стадию отбора растения, на котором менее активно растут грибы, продуцирующие связанный с трихотеценом вирулентный фактор.
14. Способ по п.13, где грибы относятся к роду Fusarium.
15. Способ предупреждения загрязнения растения, включая семенной материал растения, микотоксином, предусматривающий получение трансгенного растения с помощью способа по любому из пп.12-14, и выращивание растения предпочтительно в зоне с уровнем заражения грибом от среднего до серьезного.
16. Способ снижения и/или предупреждения роста на растении грибов, предпочтительно грибов рода Fusarium, продуцирующих трихотецен, несущий С-3-гидроксильную группу, предусматривающий получение трансгенного растения с помощью способа по любому из пп.12-14, и выращивание растения предпочтительно в зоне с уровнем заражения грибами от среднего до серьезного.
17. Способ по любому из пп.12-16, где растение представляет собой культурное растение.
18. Способ получения устойчивого к грибам растения, предусматривающий стадии:
а) трансформации растительной клетки гетерологичным полинуклеотидом, кодирующим трихотецен-3-О-ацетилтрансферазу, обеспечивающим устойчивость растения к трихотецену, несущему С-3 гидроксильную группу, причем указанный гетерологичный полинуклеотид включает
нуклеотидную последовательность SEQ ID NO:1 Fusarium sporotrichioides или последовательность по меньшей мере на 65% идентичную указанной последовательности;
нуклеотидную последовательность, кодирующую трихотецен-3-O-ацетилтрансферазу Fusarium sporotrichioides с аминокислотной последовательностью SEQ ID NO:2, или с аминокислотной последовательностью по меньшей мере на 65% идентичной указанной аминокислотной последовательности;
б) обеспечения экспрессии трихотецен-3-О-ацетилтрансферазы с уровнем, достаточным для проявления биологической активности;
(в) регенерации растительной клетки в растение; и
(г) отбора растения, обладающего повышенной устойчивостью к трихотецену; и
(д) необязательно самоопыления или перекрестного опыления растения, полученного на стадии (г).
19. Способ по п.18, где грибы относятся к роду Fusarium.
20. Способ получения семенного материала для выращивания растения, обладающего устойчивостью к грибам, предусматривающий самоопыление или перекрестное опыление растения по любому из пп.2-10 или растения, полученного согласно способу по пп.18-19, и сбор семян.
21. Способ по п.20, где семенной материал обладает устойчивостью к грибам из рода Fusarium.
22. Устойчивое к грибам растение, получаемое способом по любому из пп.18-19.
23. Семенной материал растения, получаемый способом по любому из пп.20-21.
Текст
006737 Настоящее изобретение относится к трансгенным хозяевам, прежде всего, трансгенным растениям,тканям, семенам и клеткам растений, устойчивым к трихотецену, и к способам их получения и применения. Настоящее изобретение также относится к способам предупреждения и/или снижения роста грибов на растении, ткани и семенном материале растения или растительной клетке. Кроме того, настоящее изобретение относится к предупреждению и/или снижению загрязнения микотоксином растения, ткани или семенного материала растения. Настоящее изобретение также относится к применению трихотеценов в качестве селективных агентов в протоколах трансформации. Многочисленные грибы являются серьезными вредителями экономически важных сельскохозяйственных культур. Кроме того, загрязнение культур грибными токсинами является серьезной проблемой для сельского хозяйства во всем мире. Микотоксины представляют собой токсичные метаболиты грибов,которые часто можно обнаружить в сельскохозяйственных продуктах, отличительной особенностью которых является способность вызывать нарушения здоровья позвоночных животных. Трихотецены представляют собой сесквитерпеновые эпоксиды микотоксинов, которые продуцируются видами Fusarium,Trichothecium и Myrothecium, они являются выраженными ингибиторами синтеза протеинов в эукариотических организмах. Виды Fusarium, которые продуцируют такие трихотецены, включают F. acuminatum, F. crookwellense, F. culmorum, F. equiseti, F. graminearum (Gibberella zeae), F. lateritium, F. poae, F.sambucinum (G. pulicaris) и F. sporotrichioides (Marasas W.F.O., Nelson P.E. и Toussoun, T.A. 1984). Как было описано ранее (А.Е. Desjardins и Т.М. Hohn, Mycotoxins in plant pathogenesis. Mol.PlantMicrobe Interact. 10 (2):147-152, 1997), как острые, так и хронические микотоксикозы у сельскохозяйственных животных и людей связаны с потреблением пшеницы, ржи, ячменя, овсов, риса и кукурузы, загрязненных видами Fusarium, которые продуцируют трихотеценовые микотоксины. Эксперименты с химически чистыми трихотеценами, взятыми в низких дозах, позволили смоделировать многие особенности, которые характерны для токсикозов животных, связанных с зараженным плесенью зерном, включая анемию и иммуносуппрессию, кровотечение, рвоту и отказ от корма. Исторические и эпидемиологические данные, касающиеся человеческой популяции, свидетельствуют о связи между некоторыми эпидемиями болезней и потреблением зерна, зараженного видами Fusarium, продуцирующими трихотецены. В частности, вспышки смертельной болезни, известной как алиментарная токсичная алейкия, которая встречалась в России с 19 века, связывали с потреблением перезимовавших зерен, зараженных видамиFusarium, продуцирующими токсин трихотецен Т-2. В Японии вспышки аналогичной болезни, называемой "akakabi-byo" или болезнь, вызываемая красной плесенью, связывали с зерном, зараженным видамиFusarium, которые продуцируют трихотецен дезоксиниваленол (далее обозначен как "DON"). Трихотецены были обнаружены в токсичных образцах зерен, с которыми связаны вспышки болезней человека в Индии и Японии в настоящее время. Таким образом, существует необходимость в разработке сельскохозяйственных методов предупреждения загрязнения микотоксинами и в создании культурных растений,имеющих пониженные уровни микотоксинов. Кроме того, продуцирующие трихотецен виды Fusarium являются деструктивными патогенами, и они поражают широкий диапазон видов растений. Острая фитотоксичность трихотеценов и их присутствие в растительных тканях также позволяют предположить, что эти микотоксины играют роль в патогенезе Fusarium на растениях. Отсюда следует, что микотоксины играют болезнетворную роль и, следовательно, снижение их токсичности для растения также может предупреждать или снижать симптомы заболевания у растения. Кроме того, еще одним преимуществом снижения уровня загрязнения микотоксинами является снижение уровня заболеваемости растений и, прежде всего зерна, когда растение представляет собой хлебный злак. Для борьбы с болезнями растений, такими как сухая гниль початков и стеблей кукурузы, стеблевая гниль или гибберелез пшеницы, с различными степенями успеха применялись разнообразные методы. Одним из методов борьбы с болезнями растений является обработка культурных растений антимикробным химическим агентом. Этот метод связан с многочисленными, известными в данной области проблемами. Более современный альтернативным метод включает применение для борьбы биологических организмов ("биологический метод борьбы"), которые являются природными конкурентами или ингибиторами вредного организма. Однако агенты, предназначенные для биологической борьбы, трудно наносить на большие площади и еще труднее заставить эти живые организмы оставаться на обработанной площади в течение длительного периода времени. Наиболее современным является метод, основанный на применении рекомбинантной ДНК для встраивания в растительные клетки клонированных генов, которые экспрессируют соединения, обладающие антимикробной активностью. Однако недостатком этого метода является почти повсеместное развитие устойчивости микроорганизмов к хорошо известным, встречающимся в естественных условиях антимикробным агентам. Таким образом, все еще сохраняется необходимость в выявлении встречающихся в естественных условиях антимикробных агентов, таких как протеины, которые могут быть получены в растительных клетках непосредственно в результате трансляции сигнального гена. В Fusarium sporotrichioides была выявлена трихотецен-3-О-ацетилтрансфераза, которая катализирует ацетилирование на С 3-гидроксильной группе многочисленных различных трихотеценов Fusarium,включая DON (S. Р. McCormick, N. J. Alexander, S. С. Тrарр и Т. М. Hohn. Disruption of TRI101, the gene(12):5252-5256, 1999.) Ацетилирование трихотеценов на С 3-ОН-группе в значительной степени снижает их токсичность в отношении позвоночных животных и растений, в результате этой реакции образуется продукт 3-ацетилдезоксиниваленол (далее обозначаемый как "3ADON") (см. Kimura и др. ниже). Были опубликованы последовательности структурных генов, кодирующих трихотецен-3-Оацетилтрансферазы Fusarium graminearum, Fusarium sporotrichioides, а также последовательности других ортологов (см. например, Kimura и др., Biosci. Biotechnol. Biochem., 62 (5) 1033-1036 (1998) и Kimura и др., FEBS Letters, 435 , 163-168 (1998. Кроме того, было высказано предположение, что ген Fusariumsporotrichioides, кодирующий трихотецен-3-О-ацетилтрансферазу, может применяться для создания сортов растений, обладающих повышенной устойчивостью к Fusarium (см., например, Hohn T.M. и др. Molecular Genetics of Host-Specific Toxins in Plant Disease, 17-24 (1998) и Kimura и др. J. Biological Chemistry,273(3) 1654-1661 (1998. Однако до создания настоящего изобретения было далеко не очевидно, что экспрессия в растении трихотецен-3-О-ацетилтрансфераз действительно может привести к получению устойчивых к трихотецену растений. Например, реакция, катализируемая трихотецен-3-О-ацетилтрансферазой Fusarium sporotrichoides, является обратимой, и следовательно, может оказаться неэффективной в отношении защиты растительных клеток от трихотеценов, таких как DON. Также имелась вероятность того, что в растительных клетках могут присутствовать эстеразы, которые могут конкурировать с активностью 3-Oацетилтрансфераз, приводя к образованию токсичного DON из 3ADON. Также было непонятно, какое влияние на растение может оказывать метаболизм продукта реакции 3ADON, например, не может ли интродукция трихотецен-3-О-ацетилтрансферазы изменить рост и развитие растения таким образом, что это будет нивелировать все положительные воздействия, обусловленные ацетилтрансферазой, например,путем воздействия на природные механизмы устойчивости растений к болезням. Также оставалось неясным, не может ли 3ADON в результате метаболизма в растении образовывать новые вторичные метаболиты, обладающие токсичными действиями. Даже в том случае, когда продуцируемый внедрившимся грибом DON эффективно превращается в 3ADON, также оставалось непонятным, может ли это превращение обусловливать повышенную устойчивость растения к патогену. Перечисленные выше сомнения составляют лишь часть из имеющихся в данной области к моменту создания настоящего изобретения. Таким образом, объектом изобретения являются растительная клетка или клетки, включающие гетерологичный полинуклеотид, кодирующий продукт гена, который экспрессируется в растительной клетке, причем продукт гена обладает активностью, обусловливающей устойчивость к трихотецену. Еще одним объектом изобретения является растение, включающее описанную выше растительную клетку, где растение обладает устойчивостью к трихотецену. Следующим объектом изобретения является растение по изобретению, которое обладает устойчивостью к трихотецену, несущему С-3-гидроксильную группу. Еще одним объектом изобретения является растение по изобретению, которое обладает устойчивостью к грибам, продуцирующим трихотецен, предпочтительно трихотецен, несущий С-3-гидроксильную группу. Еще одним объектом изобретения является растение по изобретению, которое обладает устойчивостью к Fusarium, Trichothecium или Myrothecium. Еще одним объектом изобретения является растение по изобретению, которое обладает устойчивостью к Fusarium, прежде всего (но не ограничиваясь ими) к Fusarium graminearum, Fusarium culmorum,Fusarium sporotrichioides, Fusarium poae, Fusarium sambucinum, Fusarium equiseti, Fusarium acuminatum,Fusarium lateritium и Fusarium pseudograminearum. Еще одним объектом изобретения является растение по изобретению, которое обладает устойчивостью к Fusarium graminearum. Следующим объектом изобретения является растение по изобретению, которое включает гетерологичный полинуклеотид, кодирующий продукт гена, который экспрессируется в растительной клетке,причем продукт гена обладает активностью, обусловливающей устойчивость к трихотецену, где гетерологичный полинуклеотид представляет собой микробный полинуклеотид, предпочтительно полинуклеотид дрожжей или грибов. Еще одним объектом изобретения является растение по изобретению, в котором грибной полинуклеотид представляет собой полинуклеотид Fusarium, предпочтительно полинуклеотид Fusarium graminearum или Fusarium sporotrichioides. Следующим объектом изобретения является растение по изобретению, в котором гетерологичный полинуклеотид включает последовательность, практически аналогичную нуклеотидной последовательности, представленной в SEQ ID NO:1, 5 или 7. Следующим объектом изобретения является растение по изобретению, в котором гетерологичный полинуклеотид включает нуклеотидную последовательность, представленную в SEQ ID NO:1, 5 или 7,или ее гомологи. Еще одним объектом изобретения является растение по изобретению, включающее гетерологичный полинуклеотид, который включает область, состоящую по крайней мере из 80 последовательных пар-2 006737 оснований, идентичную последовательности области, состоящей из 80 последовательных пар оснований,SEQ ID NO:1, 5 или 7, предпочтительно область, состоящую по крайней мере из 50 последовательных пар оснований, идентичную последовательности области, состоящей из 50 последовательных пар оснований, SEQ ID NO:1, 5 или 7, и более предпочтительно область, состоящую по крайней мере из 21 последовательной пары оснований, идентичную последовательности области, состоящей из 21 последовательной пары оснований, SEQ ID NO:1, 5 или 7, и наиболее предпочтительно область, состоящую по крайней мере из 18 последовательных пар оснований, идентичную последовательности области, состоящей из 18 последовательных пар оснований, SEQ ID NO:1, 5 или 7. Следующим объектом изобретения является растение по изобретению, устойчивое к трихотецену,где трихотецен выбирают из группы, включающей Т-2-токсин, НТ-2-токсин, изотриходермол, 4,15 диацетоксискрипенол (DAS), 3-деацетилкалонектрин, 3,15-дидеацетилкалонектрин, скирпентриол, неосоланиол; трихотецен типа В: 15-ацетилдезоксиниваленол, ниваленол, 4-ацетилниваленол (фусаренонХ), 4,15-диацетилниваленол, 4,7,15-ацетилниваленол и дезоксиниваленол (DON). Следующим объектом изобретения является растение по изобретению, устойчивое к DON или DAS. Еще одним объектом изобретения является растение по изобретению, в котором продукт гена кодируется полинуклеотидом по изобретению. Еще одним объектом изобретения является растение по изобретению, в котором продукт гена представляет собой 3-О-ацетилтрансферазу. Следующим объектом изобретения является растение по изобретению, в котором продукт гена представляет собой полипептид, включающий последовательность, практически аналогичную SEQ IDNO:2, 6 или 8. Еще одним объектом изобретения является семенной материал любого из растений по изобретению. Следующим объектом изобретения является любое из указанных выше растений, где растение представляет собой растение пшеницы, кукурузы, ячменя или риса. Еще одним объектом изобретения является способ получения устойчивого к трихотецену растения,предусматривающий стадии: а) трансформации растительной клетки гетерологичным геном, кодирующим продукт гена, где продукт гена повышает устойчивость к трихотецену; и б) экспрессии продукта гена с уровнем, достаточным для проявления биологической активности; в) регенерации растительной клетки в растение; и г) отбор растения, обладающего повышенной устойчивостью к трихотецену. Следующим объектом изобретения является описанный выше способ, дополнительно включающий стадию отбора растения, на котором понижен рост гриба, где гриб продуцирует трихотецен. Следующим объектом изобретения является описанный выше способ, где гриб относится к родуFusarium. Еще одним объектом изобретения является устойчивое к трихотецену растение, полученное согласно любому из указанных выше способов. Следующим объектом изобретения является семенной материал, полученный самоопылением или перекрестным опылением описанного выше растения по изобретению, причем растение, выращенное из семенного материала, обладает повышенной устойчивостью к трихотецену. Следующим объектом изобретения является способ предупреждения загрязнения растения, включая семенной материал растения, микотоксином, предусматривающий выращивание растения по изобретению, как описано выше, предпочтительно в зоне с уровнем заражения грибом от среднего до серьезного, причем растение предпочтительно представляет собой культурное растение. Еще одним объектом изобретения является способ снижения роста на растении гриба, предпочтительно роста на растении гриба из рода Fusarium, предусматривающий выращивание растения по изобретению, которое продуцирует трихотецен, предпочтительно трихотецен, включающий С-3 гидроксильную группу, как описано выше, предпочтительно в зоне с уровнем заражения грибом от среднего до серьезного, причем растение предпочтительно представляет собой культурное растение. Следующим объектом изобретения является способ получения устойчивого к грибам растения,предусматривающий:(а) трансформацию растительной клетки гетерологичным геном, кодирующим продукт гена, где продукт гена повышает устойчивость к трихотецену;(б) экспрессию продукта гена с уровнем, достаточным для проявления биологической активности;(в) регенерацию растительной клетки в растение; и(г) отбор растения, обладающего повышенной устойчивостью к трихотецену; и(д) необязательно самоопыление и перекрестное опыление растения, полученного на стадии (г). Следующим объектом изобретения является способ, где гриб представляет собой гриб из рода Fusarium. Еще одним объектом изобретения является способ получения семенного материала, где растение,выращенное из семенного материала, обладает устойчивостью к грибам, предусматривающий самоопы-3 006737 ление или перекрестное опыление растения по изобретению. Следующим объектом изобретения является указанный выше способ, где семенной материал обладает устойчивостью к грибам из рода Fusarium. Еще одним объектом изобретения является способ отбора трансформированных клеток-хозяев,предусматривающий: трансформацию клетки-хозяина нуклеотидной конструкцией, кодирующей трихотецен - 3-Оацетилтрансферазу,выращивание трансформированной растительной клетки в присутствии трихотецена в качестве селективного агента. Еще одним объектом изобретения является способ отбора трансформированных клеток-хозяев, где клетки-хозяева представляют собой растительные клетки или микробные клетки, предпочтительно, если микробные клетки представляют собой грибные клетки. Следующим объектом изобретения является способ отбора трансформированных клеток-хозяев, как он описан выше, согласно которому клетку-хозяина дополнительно трансформируют вторым представляющим интерес полинуклеотидом. Еще одним объектом изобретения является способ отбора трансформированных клеток-хозяев, в которых трихотецен выбирают из группы, включающей Т-2-токсин, НТ-2-токсин, изотриходермол, DAS,3-деацетилкалонектрин, 3,15-дидеацетилкалонектрин, скирпентриол, неосоланиол; трихотецен типа В: 15-ацетилдезоксиниваленол, ниваленол, 4-ацетилниваленол (фусаренон-Х), 4,15-диацетилниваленол,4,7,15-ацетилниваленол и DON. Следующим объектом изобретения является устойчивое к трихотецену растение, получаемое способом по изобретению. Еще одним объектом изобретения является устойчивое к грибам растение, получаемое способом по изобретению. Следующим объектом изобретения является семенной материал растения, получаемый способом по изобретению. Для облегчения понимания ниже приведены объяснения некоторых понятий, применяемых в описании."Экспрессия": относится к транскрипции и/или трансляции эндогенного гена или трансгена в растениях. В случае антисмысловых конструкций понятие "экспрессия" может относиться к транскрипции только антисмысловой ДНК."Соединенный с/функционально связанный с": относится к регуляторной последовательности ДНК,которая "функционально связана с" или "соединена с" последовательностью ДНК, кодирующей РНК или протеин, если две последовательности расположены так, что регуляторная последовательность ДНК оказывает воздействие на уровень экспрессии кодирующей последовательности ДНК. Понятие "гетерологичный полинуклеотид" или "гетерологичная последовательность ДНК" в контексте настоящего описания каждое относится к молекуле нуклеиновой кислоты, которая в естественных условиях не связана с клеткой-хозяином, в которую она интродуцирована, включая генетические конструкции, не встречающиеся в естественных условиях множественные копии встречающейся в естественных условиях молекулы нуклеиновой кислоты; и другие гомологи молекулы нуклеиновой кислоты,функционально связанные с не встречающейся в естественных условиях молекулой нуклеиновой кислоты. Таким образом, гетерологичный ген в клетке-хозяине включает ген, являющийся эндогенным относительно конкретной клетки-хозяина, но который модифицирован, например, в результате применения перестановки ДНК. Так, понятия относятся к сегменту ДНК, который является чужеродным или гетерологичным относительно клетки или гомологичным клетке, но который находится в нуклеиновой кислоте клетки-хозяина в положении, в котором этот элемент в норме не присутствует. Понятия "нуклеиновая кислота" или "полинуклеотид" относятся к дезоксирибонуклеотидам или рибонуклеотидам и их полимерам, имеющим либо одно-, либо двухцепочечную форму. Если не указано иное, то понятие включает нуклеотидные кислоты, содержащие известные аналогии встречающихся в естественных условиях нуклеотидов, которые обладают сходными характеристиками связывания с нуклеиновой кислотой, с которой проводится сравнение, и которые метаболизируются аналогично тому, как этот происходит с встречающимися в естественных условиях нуклеотидами. Если не указано иное, то подразумевается, что конкретная нуклеотидная последовательность также включает ее консервативно модифицированные варианты (например, замены вырожденных кодонов) и комплементарные последовательности, а также специально указанную последовательность. В частности, замены вырожденных кодонов могут быть получены в результате создания последовательностей, в которых в третьем положении в одном или в нескольких выбранных (или во всех кодонах) произведена замена смешанным основанием и/или остатками дезоксиинозина (Batzer и др., Nucleic Acid Res. 19: 5081 (1991); Ohtsuka и др., J. Biol.Chem. 260: 2605-2608 (1985); Rossolini и др., Mol. Cell. Probes 8: 91-98 (1994. Понятия "нуклеиновая кислота", "нуклеотидная последовательность" или "полинуклеотид" также могут использоваться взаимозаменяемо с понятиями ген, кДНК и мРНК, кодируемая геном. В наиболее широком смысле понятие "практически аналогичная", если оно используется в отноше-4 006737 нии молекулы нуклеиновой кислоты, обозначает, что молекула нуклеиновой кислоты соответствует нуклеотидной последовательности, с которой проводится сравнение, причем, соответствующая молекула нуклеиновой кислоты кодирует полипептид, имеющий практически такие же строение и функцию, что и полипептид, кодируемый нуклеотидной последовательностью, с которой проводится сравнение, например, если в нем имеют место только замены аминокислот, которые не влияют на функцию полипептида. Предпочтительно практически аналогичная молекула нуклеиновой кислоты кодирует полипептид, кодируемый нуклеотидной последовательностью, с которой проводится сравнение. Подразумевается, что понятие "практически аналогичная" в частности включает молекулы нуклеиновых кислот, последовательность которых модифицирована с целью оптимизации экспрессии в конкретных клетках, например, растительных клетках. Желательно, чтобы практически аналогичные молекулы нуклеиновых кислот по крайней мере на 45%, более желательно по крайней мере на 65%, еще более желательно по крайней мере на 75%, предпочтительно по крайней мере на 85%, более предпочтительно по крайней мере на 90%, еще более предпочтительно по крайней мере на 95% и наиболее предпочтительно по крайней мере на 99%,были идентичны нуклеотидной последовательности, с которой проводится сравнение. Предпочтительно процент практической идентичности характерен для части последовательностей, включающей по крайней мере 50 остатков, предпочтительно включающей по крайней мере 100 остатков и наиболее предпочтительно для последовательностей, в которых практически идентичны по крайней мере примерно 150 остатков. Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления последовательности практически идентичны на всем протяжении кодирующих областей. Сравнения последовательностей могут быть проведены с использованием алгоритма сравнительного анализа последовательностей СмитаВатермана (Smith-Waterman), который описан ниже более подробно (см., например, Waterman, M.S. Introduction to Computational Biology: Maps, sequences and genomes. ChapmanHall. London: 1995. ISBN 0412-99391-0, or at http://www-hto.usc.edu/software/seqaln/index.html). Используют программу localS, версия 1.16 со следующими параметрами: совпадение: 1, "пенальти" (штраф) за несовпадение: 0,33, "пенальти" за открытую брешь: 2, "пенальти" за расширенную брешь: 2. Другим доказательством того, что нуклеотидные последовательности практически идентичны нуклеиновой кислоте по изобретению, является то, что они гибридизуются с молекулой нуклеиновой кислоты по изобретению в строгих условиях. Фраза "специфично гибридизуется с" относится к связыванию,образованию дуплекса или гибридизации молекулы только с определенной нуклеотидной последовательностью в строгих условиях, когда последовательность присутствует в комплексной смеси (например,общей клеточной) ДНК или РНК. "Практически связан(ы)" относится к комплементарной гибридизации между нуклеиновой кислотой-зондом и нуклеиновой кислотой-мишенью и подразумевает наличие небольшого количества ошибочных спариваний, которые могут найти соответствующее применение путем снижения строгости среды для гибридизации для достижения требуемого обнаружения последовательности нуклеиновой кислоты-мишени."Строгие условия гибридизации" и "условия отмывки при строгой гибридизации" в контексте экспериментов по гибридизации нуклеиновых кислот, таких как Саузерн- и Нозерн-гибридизации, зависят от последовательности и являются разными при применении различных параметров окружающей среды. Для специфичной гибридизации более длинных последовательностей используются более высокие температуры. Подробным руководством по гибридизации нуклеиновых кислот является работа TijssenElsevier, New York. Как правило, выбирают очень строгие условия гибридизации и отмывки, при которых температура примерно на 5 С ниже, чем конечная температура плавления (Тm) для конкретной последовательности при определенной ионной силе и значении рН. Как правило, при "строгих условиях" зонд должен гибридизоваться с подпоследовательностью-мишенью, но не гибридизоваться с другими последовательностями. Тm обозначает температуру (при определенной ионной силе и значении рН), при которой 50% последовательностей-мишеней гибридизуется с точно подобранным зондом. При выборе очень строгих условий гибридизации температура равна Тm конкретного зонда. Примером строгих условий гибридизации на фильтре методом Саузерн- или Нозерн-блоттинга, для гибридизации комплементарных нуклеиновых кислот, которые имеют более 100 комплементарных остатков, является применение 50%-ного формамида с 1 мг гепарина при 42 С при осуществлении гибридизации в течение ночи. Примером очень строгих условий отмывки является применение 0,15 М NaCl при 72 С в течение примерно 15 мин. Примером строгих условий отмывки является отмывка 0,2xSSC (0,2-кратный SSC) при 65 С в течение 15 мин. (описание SSC-буфера см. у Sambrook, ниже). Часто отмывке в очень строгих условиях предшествует отмывка в расслабленных условиях для удаления фонового сигнала зонда. Примером отмывки в условиях средней жесткости для дуплексов, состоящих, например, более чем из 100 нуклеотидов, является применение 1xSSC при 45 С в течение 15 мин. Примером расслабленных условий отмывки для дуплексов, состоящих, например, более чем из 100 нуклеотидов, является применение 4-6xSSC при 40 С в течение 15 мин. Для коротких зондов (например, состоящих примерно из 10-50 нуклеотидов) строгие условия, как правило, включают концентрации солей, соответствующие менее чем 1,0 М концентрации-5 006737 ионов Na, как правило, примерно от 0,01 до 1,0 М концентрации ионов Na (или других солей) при рН от 7,0 до 8,3, при этом температура, как правило, составляет по крайней мере примерно 30 С. Строгие условия также могут быть получены при добавлении дестабилизирующих агентов, таких как формамид. Как правило, величина отношения сигнала к шуму, равная 2 (или выше) по сравнению с обнаруженной при применении неродственного зонда в конкретном опыте по гибридизации, свидетельствует о наличии специфической гибридизации. Нуклеиновые кислоты, которые не гибридизуются друг с другом в строгих условиях, еще являются практически идентичными, если протеины, которые они кодируют, являются практически идентичными. Это имеет место, например, в случае, когда копию нуклеиновой кислоты создают с использованием максимальной вырожденности кодонов, допускаемой генетическим кодом. Ниже приведены примеры конкретных вариантов условий гибридизации/отмывки, которые могут применяться для идентификации гомологичных нуклеотидных последовательностей, которые практически идентичны нуклеотидным последовательностям по настоящему изобретению, с которыми производится сравнение: тестируемая последовательность гибридизуется с нуклеотидной последовательностью,с которой проводится сравнение, в 7%-ном додецилсульфате натрия (ДСН), 0,5 М NaPO4, 1 мМ ЭДТК при 50 С с отмывкой 2xSSC, 0,1%-ным ДСН при 50 С, предпочтительно в 7%-ном додецилсульфате натрия(ДСН), 0,5 М NaPO4, 1 мМ ЭДТК при 50 С с отмывкой lxSSC, 0,1%-ным ДСН при 50 С, более предпочтительно в 7%-ном додецилсульфате натрия (ДСН), 0,5 М NaPO4, 1 мМ ЭДТК при 50 С с отмывкой 0,5xSSC, 0,1%-ным ДСН при 50 С, еще более предпочтительно в 7%-ном додецилсульфате натрия(ДСН), 0,5 М NaPO4, 1 мМ ЭДТК при 50 С с отмывкой 0,1xSSC, 0,1%-ным ДСН при 50 С, и еще более предпочтительно в 7%-ном додецилсульфате натрия (ДСН), 0,5 М NaPO4, 1 мМ ЭДТК при 50 С с отмывкой 0,1xSSC, 0,1%-ным ДСН при 65 С. Полинуклеотид по изобретению, который гибридизуется в указанных выше условиях, предпочтительно включает по крайней мере 80 пар оснований, более предпочтительно по крайней мере 50 пар оснований, еще более предпочтительно по крайней мере 21 пару оснований и наиболее предпочтительно по крайней мере 18 пар оснований. Предпочтительные применяемые согласно изобретению гомологи включают молекулы нуклеиновых кислот, которые кодируют аминокислотную последовательность, которая по крайней мере на 45% идентична SEQ ID NO:2, 6 или 8 при оценке с помощью описанных выше параметров, причем аминокислотная последовательность, кодируемая гомологом, обладает активностью, обусловливающей устойчивость к трихотецену, например 3-Оацетилтрансферазной активностью. Понятие "практически аналогичный", если оно относится к протеину, обозначает, что протеин соответствует протеину, с которым проводится сравнение, причем протеин имеет практически такие же строение и функцию, что и протеин, с которым проводится сравнение, например, если в нем имеют место только замены аминокислот, которые не влияют на функцию полипептида. Если понятие используется в отношении протеина или аминокислотной последовательности, то желательно, чтобы практически аналогичный протеин или аминокислотная последовательность по крайней мере на 45%, более желательно по крайней мере на 65%, еще более желательно по крайней мере на 75%, предпочтительно по крайней мере на 85%, более предпочтительно по крайней мере на 90%, еще более предпочтительно по крайней мере на 95% и наиболее предпочтительно по крайней мере на 99%, были идентичны протеину или аминокислотной последовательности, с которыми проводится сравнение, при использовании анализа на основе заданных по умолчанию параметров программы BLAST, что более подробно описано ниже. Предпочтительные полипептидные гомологи, которые могут применяться согласно изобретению,включают гомологи, у которых аминокислотные последовательности по крайней мере на 45% идентичныSEQ ID NO:2, 6 или 8, причем аминокислотная последовательность, кодируемая гомологом, обладает активностью, обусловливающей устойчивость к трихотецену, например 3-O-ацетилтрансферазной активностью. Оптимальный сравнительный анализ нуклеотидных или аминокислотных последовательностей может быть проведен, например, с помощью алгоритма локальной гомологии, описанного у Smith и Waterman, Adv. Appl. Math. 2: 482 (1981), с помощью алгоритма сравнительного анализа гомологии, описанного у Needleman и Wunsch. J. Mol. Biol. 48: 443 (1970), методом поиска сходства, описанного у Pearson иLipman, Proc. Nat' l. Acad. Sci. USA 85: 2444 (1988), с помощью компьютеризованных версий этих алгоритмов (GAP, BESTFIT, FASTA и TFASTA, входящих в пакет программ Wisconsin Genetics SoftwarePackage, Genetics Computer Group, 575 Science Dr., Мэдисон, штат Висконсин), или путем визуальной оценки (см. общий метод у Ausubel и др., ниже). Одним из примеров алгоритма, пригодного для определения процента идентичности последовательностей и сходства последовательностей, является алгоритм BLAST, описанный у Altschul и др., J.Mol. Biol. 215: 403-410 (1990). Программное обеспечение для осуществления анализа с использованием алгоритма BLAST может быть предоставлено Национальным центром биотехнологической информации(National Center for Biotechnology Information) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/). В этом алгоритме сначала производится идентификация пар последовательности с высокими баллами (HSP) путем идентификации коротких "слов" длины W в рассматриваемой последовательности, которые или совпадают или удовлетворяют определенной положительной пороговой оценке (баллу) Т при сравнении со "словом" такой же длины в последовательности из базы данных. Т называется пороговой оценкой (баллом) близкого "сло-6 006737 ва" (Altschul и др., 1990). Эти исходные выборки близкого "слова" используются в качестве затравки для инициации поиска, предназначенного для нахождения включающих их более длинных HSP. Затем выборки "слова" удлиняются в обоих направлениях вдоль каждой последовательности до тех пор пока происходит увеличение кумулятивного (накопительного) балла при сравнительном анализе. Кумулятивные баллы для нуклеотидных последовательностей вычисляют с использованием параметров М (призовой балл за пару совпадающих остатков; всегда 0) и N (штрафной балл за несовпадающие остатки; всегда 0). Для аминокислотных последовательностей для вычисления кумулятивного балла используют матрицу баллов. Удлинение выборки "слова" в каждом направлении прекращается в том случае, если кумулятивный балл при сравнительном анализе снижается на величину X от своего максимального достигнутого значения, если кумулятивный балл снижается до нуля или ниже из-за накопления одного или нескольких отрицательных баллов при сравнительном анализе остатков, или если достигается конец какойлибо последовательности. Параметры W, Т и X алгоритма BLAST определяют чувствительность и скорость сравнительного анализа. В программе BLASTN (для нуклеотидных последовательностей) в качестве задаваемых по умолчанию параметров используются длина "слова" (W), равная 11, ожидание (Е), равное 10, предельное значение 100, М = 5, N = -4, при этом производится сравнение обеих цепочек. Для аминокислотных последовательностей в программе BLASTP используются в качестве задаваемых по умолчанию параметров длина "слова" (W), равная 3, ожидание (Е), равное 10, и матрица баллов BLOSUM62 (см. Henikoff и Henikoff, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89: 10915 (1989. Помимо вычисления процента идентичности последовательностей алгоритм BLAST также позволят провести статистический анализ сходства двух последовательностей (см., например, Karlin и Altschul,Proc. Nat'l Acad. Sci. USA 90: 5873-5787 (1993. Одним из критериев степени сходства, который позволяет получить алгоритм BLAST, является наименьшая суммарная вероятность (P(N, которая дает оценку вероятности, с которой случайным образом может произойти совпадение между двумя нуклеотидными или аминокислотными последовательностями. Например, считается, что тестируемая нуклеотидная последовательность является сходной с последовательностью, с которой производится сравнение, если наименьшая суммарная вероятность при сравнении тестируемой нуклеотидной последовательности с нуклеотидной последовательностью, с которой производится сравнение, меньше приблизительно 0,1,более предпочтительно меньше приблизительно 0,01 и наиболее предпочтительно меньше приблизительно 0,001. Еще одним доказательством того, что две нуклеотидные последовательности или протеины являются практически идентичными, является то, что протеин, кодируемый первой нуклеиновой кислотой, является иммунологически перекрестно реактивным с протеином, кодируемым второй нуклеиновой кислотой, или специфично связывается с ним. Так, протеин, как правило, практически идентичен второму протеину, например, когда два протеина отличаются только консервативными заменами. Фраза "специфично (или избирательно) связывается с антителом" или "специфично (или избирательно) иммунореактивен с" применительно к протеину или пептиду обозначает реакцию связывания,которая позволяет выявить наличие протеина в присутствии гетерогенной популяции протеинов и других биологических объектов. Так, в предназначенных для иммуноанализа условиях, специфические антитела связываются с конкретным протеином и не связываются со значительным количеством других протеинов, присутствующих в образце. Специфическое связывание с антителом в таких условиях может требовать наличие антитела, который выбирают с точки зрения его специфичности по отношению к определенному протеину. Например, могут быть отобраны антитела, которые вырабатываются на протеин,аминокислотная последовательность которого, кодируемая любой из нуклеотидных последовательностей по изобретению, для получения антител, обладающих специфичной иммунореактивностью по отношению к этому протеину, но не обладающих специфичной иммунореактивностью по отношению к другим протеинам за исключением полиморфных вариантов. Для отбора моноклональных антител, обладающих специфичной иммунореактивностью по отношению к конкретному протеину, могут применяться различные форматы иммуноанализа. Например, твердофазный иммуноферментный анализ ELISA, Вестернблоттинг или иммуногистохимия обычно применяются для отбора моноклональных антител, обладающих специфичной иммунореактивностью по отношению к протеину (описание форматов иммуноанализов и условий, которые могут применяться для определения специфичной иммунореактивности, см. уand Lane"). Как правило, уровень специфичной или избирательной реакции должен по крайней мере в 2 раза превышать фоновой сигнал или шум и более предпочтительно превышать фоновой уровень в 10-100 раз. Понятие "консервативно модифицированные вариации" конкретной нуклеотидной последовательности относится к тем нуклеотидным последовательностям, которые кодируют идентичные или практически идентичные аминокислотные последовательности, или в случае, когда нуклеотидная последовательность не кодирует аминокислотную последовательность, к практически идентичным последовательностям. Вследствие вырожденности генетического кода любой конкретный полипептид может кодироваться большим числом функционально идентичных нуклеиновых кислот. Например, все кодоны CGT,CGC, CGA, CGG, AGA и AGG кодируют аминокислоту аргинин. В результате этого в любом положении,-7 006737 в котором аргинин кодируется определенным кодоном, этот кодон может быть заменен любым из соответствующих указанных кодонов без изменения кодируемого протеина. Такие вариации нуклеиновых кислот представляют собой "молчащие вариации", которые являются одним из видов "консервативно модифицированных вариаций". Каждая приведенная в настоящем описании нуклеотидная последовательность, которая кодирует протеин, если не указано иное, также включает все возможные молчащие вариации. Специалисту в данной области должно быть очевидно, что каждый кодон нуклеиновой кислоты (за исключением ATG, который в норме представляет собой единственный кодон метионина) может быть модифицирован с помощью стандартных методов с получением функционально идентичной молекулы. Таким образом, при описании каждой указанной последовательности подразумеваются все "молчащие вариации" нуклеиновой кислоты, которая кодирует протеин. Кроме того, специалисту в данной области должно быть очевидно, что отдельные замены, делеции или добавления, которые изменяют, добавляют или удаляют отдельную аминокислоту или небольшой процент аминокислот (как правило, менее 5%, более предпочтительно менее 1%) в кодируемой последовательности, представляют собой "консервативно модифицированные вариации", если изменения приводят к замене аминокислоты на химически сходную аминокислоту. Перечень консервативных замен,включающий функционально аналогичные аминокислоты, хорошо известен в данной области. Он включает 5 групп, в каждую из которых входят аминокислоты, которые могут применяться для консервативной замены друг друга: алифатические: глицин (G), аланин (А), валин (V), лейцин (L), изолейцин (I); ароматические: фенилаланин (F), тирозин (Y), триптофан (W); серусодержащие: метионин (М), цистеин(С); основные: аргинин (R), лизин (K), гистидин (Н); кислотные: аспарагиновая кислота (D), глутаминовая кислота (Е), аспарагин (N), глутамин (Q) (см. также Creighton (1984) Proteins, W.H. Freeman and Company). Кроме того, отдельные замены, делеции или добавления, которые изменяют, добавляют или удаляют отдельную аминокислоту или небольшой процент аминокислот в кодируемой последовательности,также представляют собой "консервативно модифицированные вариации"."Подпоследовательность": обозначает последовательность нуклеиновых кислот или аминокислот,которая включает часть более длинной последовательности нуклеиновых кислот или аминокислот (например, протеина) соответственно. Нуклеиновые кислоты являются "удлиненными", когда в нуклеиновую кислоту включены дополнительные нуклеотиды (или другие аналогичные молекулы). Наиболее часто это происходит с помощью полимеразы (например, ДНК-полимеразы), например, полимеразы, которая добавляет последовательности к 3'-концу нуклеиновой кислоты. Две нуклеиновые кислоты являются "рекомбинированными", когда последовательности каждой из двух нуклеиновых кислот объединены в потомстве нуклеиновой кислоты. Две последовательности являются "непосредственно" рекомбинированными, когда обе нуклеиновые кислоты являются субстратами для рекомбинации. Две последовательности являются "опосредованно рекомбинированными", когда последовательности рекомбинируют с использованием промежуточного звена, такого как олигонуклеотидкроссовер. Для опосредуемой рекомбинации не более одной последовательности может являться истинным субстратом для рекомбинации, а в некоторых случаях ни одна из последовательностей не является субстратом для рекомбинации."Аффинность специфического связывания" между двумя молекулами, например, между лигандом и рецептором, обозначает предпочтительное связывание одной молекулы с другой в смеси молекул. Связывание молекул может рассматриваться как специфическое, если аффинность связывания составляет от примерно 1x104 М-1 до примерно 1 х 106 М-1 или более."Субстрат": понятие "субстрат" обозначает молекулу, которую фермент распознает в естественных условиях и превращает в продукт в биохимическом пути метаболизма, в котором фермент в естественных условиях осуществляет свою функцию, или представляет собой модифицированную версию молекулы, которая тоже распознается ферментом или превращается с помощью фермента в продукт в результате ферментативной реакции, аналогичной встречающейся в естественных условиях реакции."Трансформация": обозначает процесс интродукции гетерологичной ДНК в клетку-хозяина или организм. Следует понимать, что трансформированные клетки, ткани или насекомые включают не только конечный продукт процесса трансформации, но также и их трансгенное потомство."Трансформированный", "трансгенный" и "рекомбинантный": относится к организму-хозяину, такому как бактерия или растение, в который интродуцирована гетерологичная молекула нуклеиновой кислоты. Молекула нуклеиновой кислоты может быть стабильно интегрирована в геном хозяина, или молекула нуклеиновой кислоты также может присутствовать в виде внехромосомной молекулы. Такая внехромосомная молекула может обладать способностью к саморепликации. Следует понимать, что трансформированные клетки, ткани или растения включают не только конечный продукт процесса трансформации, но также и его трансгенное потомство. "Нетрансформированный", "нетрансгенный" или "нерекомбинантный": относятся к организму дикого типа, например, бактерии или растению, который не содержит гетерологичную молекулу нуклеиновой кислоты. Настоящее изобретение относится к трансгенным хозяевам, в частности к трансгенным растениям,тканям растений, семенам растений и клеткам растений, которые включают гетерологичный полинук-8 006737 леотид, кодирующий продукт гена, который обладает активностью, обусловливающей устойчивость к трихотецену, и к способам их получения. "Активность, обусловливающая устойчивость к трихотецену," в контексте настоящего описания относится к активности, которая снижает или ингибирует фитотоксичность трихотецена, прежде всего к грибу и/или растению, в одном из вариантов осуществления изобретения понятие "активность, обусловливающая устойчивость к трихотецену," относится к активности,посредством которой ацетат переносится в положение С-3 трихотецена. Настоящее изобретение также относится к трансгенным хозяевам, в частности к трансгенным растениям, тканям растений, семенам растений и клеткам растений, которые экспрессируют гетерологичный полинуклеотид, кодирующий продукт гена, где продукт гена обладает активностью, обусловливающей устойчивость к трихотецену, в частности продукт гена, представляющий собой ацетилтрансферазу,более конкретно продукт гена, представляющий собой 3-O-ацетилтрансферазу, более конкретно продукт гена, представляющий собой трихотецен-3-O-ацетилтрансферазу, и к способам их получения. Экспрессия гетерологичного полинуклеотида по изобретению включает синтез РНК и может быть обнаружена с помощью анализа методом Нозерн-блоттинга. В частности, экспрессия гетерологичного полинуклеотида по изобретению может быть выявлена, когда меченый зонд, полученный из гетерологичного нуклеотида по изобретению, в конкретных вариантах осуществления из SEQ ID NO: 1, 5 или 7, гибридизуют с РНК,выделенной из трансгенного растения по изобретению в 7%-ном додецилсульфате натрия (ДСН), 0,5 М фосфате натрия, рН 7,0, 1 мМ ЭДТК, 10 мг/мл БСА при 65 С с отмывкой в 0,5%-ном БСА (фракция V),5%-ным ДСН, 40 мМ фосфате натрия, рН 7,0, 1 мМ ЭДТК, 0,25 М хлориде натрия при 65 С, предпочтительно в 1%-ном ДСН, 40 мМ фосфате натрия, рН 7,0, 1 мМ ЭДТК, 0,125 М хлориде натрия при 65 С и более предпочтительно в 1%-ном ДСН, 40 мМ фосфате натрия, рН 7,0, 1 мМ ЭДТК при 65 С. Настоящее изобретение также относится к трансгенным растениям, тканям растений, семенам растений и клеткам растений, которые экспрессируют гетерологичный полинуклеотид по изобретению, причем растение, клетка растения, ткань растения или семенной материал растения обладают устойчивостью к трихотецену. В контексте настоящего описания под устойчивыми к трихотецену растениями, клетками растений, тканями растений и семенами растений понимают таковые, обладающие способностью осуществлять процессы метаболизма в присутствии трихотецена, как это может быть обнаружено согласно способу, описанному ниже в примере 7. В конкретном варианте осуществления в устойчивых к трихотецену растениях, тканях растений, клетках растений и семенах растений уровень удельной ферментативной активности по крайней мере на 10 нмолей триацетоксискирпенола (далее обозначен как"TAS")/микрограмм протеина/15 мин инкубации при насыщающих уровнях субстрата, более конкретно по крайней мере на 5 нмолей ТAS/микрограмм протеина/15 мин, более конкретно по крайней мере на 1 нмоль ТAS/микрограмм протеина/15 мин, более конкретно по крайней мере на 0,8 нмоляTAS/микрограмм протеина/15 мин, более конкретно по крайней мере на 0,5 нмоля TAS/микрограмм протеина/15 мин, более конкретно удельная активность по крайней мере на 0,25 нмоля TAS/микрограмм протеина/15 мин, более конкретно удельная активность по крайней мере на 0,1 нмоля TAS/микрограмм протеина/15 мин, более конкретно удельная активность по крайней мере на 0,05 нмоля TAS/микрограмм протеина/15 мин, и особенно предпочтительно удельная активность по крайней мере на 0,01 нмоляTAS/микрограмм протеина/15 мин выше фоновых уровней активности, встречающихся в естественных условиях в контроле дикого типа, прежде всего при определении с помощью анализа, описанного ниже в примере 6. Устойчивые к трихотецену растения по изобретению включают растения, у которых более высокий процент семян прорастает и образует корни в присутствии трихотецена по сравнению с контрольными семенами дикого типа, причем трихотецен присутствует в концентрации по крайней мере 5 мкг/мл, более предпочтительно по крайней мере 10 мкг/мл, более предпочтительно по крайней мере 15 мкг/мл, более предпочтительно по крайней мере 20 мкг/мл и еще более предпочтительно по крайней мере 25 мкг/мл. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления устойчивые к трихотецену растения по изобретению включают растения, у которых по крайней мере на 10% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 20% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 30% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 40% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 50% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 60% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 70% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 80% больше семян и еще более предпочтительно по крайней мере на 90% больше семян прорастает и образует корни в присутствии трихотецена по сравнению с контрольными семенами дикого типа. Трихотецены часто подразделяют на несколько различных по строению групп. В конкретных вариантах осуществления рассматривается устойчивость к группе А и В трихотеценов. Группы А и В включают трихотецены Fusarium и прежде всего дифференцируются по отсутствию (группа А) или присутствию (группа Б) карбонильной функциональной группы в положении С-8. Таким образом, группа В трихотеценов, т.е. DON, включает карбонильную группу в положении С-8. Более конкретно настоящее изобретение относится к устойчивости к трихотеценам, которые содержат гидроксил в положении С-3. Такие трихотецены включают Т-2-токсин, НТ-2-токсин, изотриходермол, DAS, 3-деацетилкалонектрин, 3,15-дидеацетилкалонектрин, скирпентриол, неосоланиол; 15-9 006737 ацетилдезоксиниваленол, ниваленол, 4-ацетилниваленол (фусаренон-Х), 4,15-диацетилниваленол, 4,7,15 ацетилниваленол и DON и их различные ацетилированные производные. Согласно конкретному варианту осуществления устойчивые к трихотецену растение, его клетка,ткань или семенной материал обладают устойчивостью к трихотецену, который продуцируется грибами,в частности грибами рода Fusarium. В контексте настоящего описания понятие "устойчивость к грибам" относится к отсутствию начала поражения после инокуляции грибом или к уменьшению распространения поражения после инокуляции грибом по сравнению с контролем дикого типа. Согласно предпочтительному варианту осуществления устойчивое к грибам трансгенное растение по настоящему изобретению представляет собой хлебный злак и после заражения грибом содержит меньшее количество пораженных зерен или семян по сравнению с контролем дикого типа, предпочтительно по крайней мере на 10% меньше пораженных зерен или семян по сравнению с таким же количеством зерен или семян, оцененных для контроля дикого типа, более предпочтительно по крайней мере на 20% меньше, более предпочтительно по крайней мере на 40% меньше и еще более предпочтительно по крайней мере на 50% меньше пораженных зерен или семян по сравнению с таким же количеством зерен или семян, оцененных для контроля дикого типа. Устойчивые к грибам трансгенные хлебные злаки по изобретению включают (но не ограничиваясь ими) кукурузу, пшеницу, ячмень рис и овсы. У пшеницы распространение поражения грибом на метелку может быть оценено согласно анализу,описанному ниже в примере 9, путем подсчета колосков с признаками болезни и без них (симптоматических и асимптоматических колосков) на каждой инокулированной метелке и определения процента колосков в каждой метелке, которые являются симптоматическими. Согласно предпочтительному варианту осуществления устойчивые к грибам растения пшеницы по изобретению после контрольного заражения грибом включают меньше пораженных колосков по сравнению с контролем дикого типа, предпочтительно по крайней мере на 10% меньше пораженных колосков по сравнению с таким же количеством колосков, проанализированных для контроля дикого типа, более предпочтительно по крайней мере на 20% меньше, более предпочтительно по крайней мере на 40% меньше и более предпочтительно по крайней мере на 50% меньше пораженных колосков по сравнению с таким же количеством колосков в контроле дикого типа. У кукурузы распространение поражения грибом на початок может определяться визуальной оценкой процента пораженных зерен согласно анализу, описанному ниже в примере 9. Согласно предпочтительному варианту осуществления устойчивые к грибам растения кукурузы по изобретению после контрольного заражения грибом включают меньше пораженных зерен по сравнению с контролем дикого типа, предпочтительно по крайней мере на 10% меньше пораженных зерен по сравнению с таким же количеством початков, визуально проанализированных для контроля дикого типа, более предпочтительно по крайней мере на 20% меньше, более предпочтительно по крайней мере на 40% меньше и более предпочтительно по крайней мере на 50% меньше пораженных зерен по сравнению с таким же количеством початков, визуально проанализированных для контроля дикого типа. У кукурузы внутреннее распространение в стебель может быть оценено визуально путем расщепления стебля и оценки степени обесцвечивания. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения для трансгенных растений кукурузы по изобретению характерна меньшая степень внутреннего и/или наружного обесцвечивания стебля по сравнению с контролем дикого типа. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления устойчивые к грибам растения по изобретению включают растения, для которых характерен более высокий процент проросших семян при наличии контрольного заражения грибом по сравнению с процентом проросших семян в контроле дикого типа. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления устойчивые к грибам растения по изобретению включают растения, у которых прорастает по крайней мере на 10% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 20% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 30% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 40% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 50% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 60% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 70% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 80% больше семян и более предпочтительно по крайней мере на 90% больше семян, более предпочтительно по крайней мере на 100% больше семян, наиболее предпочтительно по крайней мере на 150% больше семян, в присутствии Fusarium по сравнению с прорастанием семян в контроле дикого типа. Другим предпочтительным вариантом осуществления являются устойчивые к грибам трансгенные растения, которые продуцируют семена или зерна, содержащие меньшее количество микотоксина, например трихотецена, по сравнению с семенами контроля дикого типа. Особенно предпочтительным вариантом осуществления являются культурные растения и наиболее предпочтительно хлебные злаки,продуцирующие семена, содержащие по крайней мере на 10% меньше трихотецена, более предпочтительно по крайней мере на 20% меньше трихотецена, более предпочтительно по крайней мере на 30% меньше трихотецена, более предпочтительно по крайней мере на 40% меньше трихотецен, более предпочтительно по крайней мере на 50% меньше трихотецена, более предпочтительно по крайней мере на 60% меньше трихотецена, более предпочтительно по крайней мере на 70% меньше трихотецена и наиболее предпочтительно по крайней мере на 80% меньше трихотецена, по сравнению с контролем дикого- 10006737 типа. Загрязнение трихотеценом может быть определено согласно анализу, описанному ниже в примере 10. Полинуклеотиды, применяемые согласно изобретению, включают гетерологичные полинуклеотиды, кодирующие ацетилтрансферазы, прежде всего, полинуклеотиды, кодирующие ацетилтрансферазы,которые обладают способностью обусловливать устойчивость к трихотецену, наиболее предпочтительно которые кодируют трихотецен-3-O-ацетилтрансферазы. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления гетерологичный полинуклеотид по изобретению может быть получен из грибов (но не ограничиваясь происхождением из грибов), более конкретно из Fusarium, Trichothecium и Myrothecium, в частности, из таких видов Fusarium, как F. acuminatum, F. crookwellense, F. culmorum, F. equiseti, F.graminearum (Gibberella zeae), F. lateritium, F. poae, F. sambucinum (G. pulicaris) и F. sporotrichioides. Гетерологичные полинуклеотиды, применяемые согласно изобретению, включают SEQ ID NO:1, 5 и/или 7 и последовательности, практически аналогичные SEQ ID NO:1, 5 и/или 7. Полинуклеотид, применяемый согласно изобретению, может быть включен в клетки-хозяева, такие как растительные, грибные или бактериальные клетки с помощью общепринятой методики рекомбинантной ДНК. Как правило, она включает встраивание полинуклеотида в систему экспрессии, для которой полинуклеотид является гетерологичным, с использованием стандартных методов клонирования,известных в данной области. Вектор содержит необходимые элементы для транскрипции и трансляции полинуклетида по изобретению в содержащей вектор клетке-хозяине. Может применяться широкое разнообразие векторных систем, известных в данной области, таких как плазмиды, бактериофаги и другие модифицированные вирусы. Компоненты экспрессионной системы также могут быть модифицированы с целью повышения уровня экспрессии. Например, могут применяться усеченные последовательности,нуклеотидные замены, оптимизация нуклеотидов или другие модификации. Экспрессионные системы,известные в данной области, могут применяться для трансформации фактически клетки любого культурного растения в соответствующих условиях. Гетерологичным полинуклеотидом по изобретению предпочтительно стабильно трансформируют и его интегрируют в геном клетки-хозяина. В другом предпочтительном варианте осуществления гетерологичный полинуклеотид по изобретению включают в саморплицирующийся вектор. Примерами саморплицирующихся векторов являются вирусы, в частности Gemini-вирусы. Трансформированные клетки могут быть регенерированы с получением целых растений, т.е. трансгенных растений, в которых выбранная форма полинуклеотида по изобретению обусловливает устойчивость трансгенных растений к трихотецену. Полинуклеотиды по изобретению, предназначенные для экспрессии в трансгенных растениях, сначала объединяют в кассеты экспрессии за пригодным промотором, обладающим способностью экспрессироваться в растениях. Кассеты экспрессии также могут включать любые другие последовательности,необходимые или выбранные для экспрессии гетерологичного полинуклеотида по изобретению. Такие последовательности включают (но не ограничиваясь ими) терминаторы транскрипции, чужеродные последовательности, предназначенные для усиления экспрессии, такие как интроны, витальные последовательности и последовательности, предназначенные для направленного переноса продукта гена в конкретные органеллы и клеточные компартменты. После этого такие кассеты экспрессии легко могут быть перенесены в растительные трансформирующие векторы, описанные ниже. Далее приведено описание различных компонентов типичных кассет экспрессии. Выбор промотора, применяемого в кассетах экспрессии, определяет пространственную и временную схему экспрессии гетерологичного полинуклеотида по изобретению в трансгенном растении. Выбранные промоторы позволяют осуществлять экспрессию гетерологичных полинуклеотидов по изобретению в определенных типах клеток (таких как эпидермальные клетки листьев, мезофильные клетки,клетки коры корня) или в определенных тканях или органах (например, в корнях, листьях или цветках), и этот выбор зависит от требуемого места накопления продукта гена. В альтернативном варианте выбранный промотор может обеспечивать экспрессию гена при различных условиях индуцирования. Промоторы могут различаться по своей силе, т.е. способности обеспечивать транскрипцию. В зависимости от используемой системы клетки-хозяина может применяться любой из многочисленных пригодных промоторов, известных в данной области. Например, для конститутивной экспрессии могут использоваться промотор 35S CaMV, промотор актина риса или промотор убикитина. Для регулируемой экспрессии могут применяться химически индуцируемый промотор PR-1 табака или Arabidopsis (см., например, патентUS 5689044). Для применения в кассетах экспрессии пригодно широкое разнообразие терминаторов транскрипции. Они ответственны за прекращение транскрипции за гетерологичным полинуклеотидом по изобретению и за его правильное полиаденилирование. Соответствующие терминаторы транскрипции представляют собой терминаторы, для которых известно, что они обладают способностью функционировать в растениях, и они включают терминатор 35S CaMV, терминатор tml, терминатор нопалинсинтазы и терминатор Е 9 rbcS гороха. Они могут применяться как в однодольных, так и в двудольных растениях. Известны многочисленные последовательности, усиливающие экспрессию единицы транскрипции гена, и эти последовательности могут применяться в сочетании с полинуклеотидами по настоящему изобретению для усиления их экспрессии в трансгенных растениях. Например, различные интронные после- 11006737 довательности, такие как интроны гена Adhl кукурузы, усиливают экспрессию, прежде всего в клетках однодольных растений. Также известно большое количество нетранслируемых лидерных последовательностей, происходящих из вирусов, которые усиливают экспрессию, и которые особенно эффективны в клетках двудольных растений. Кодирующую последовательность выбранного гена необязательно конструируют с помощью методов генной инженерии, изменяя кодирующую последовательность для оптимальной экспрессии в представляющих интерес видах культурных растений. Методы модификации кодирующих последовательностей с целью достижения оптимальной экспрессии в конкретных видах культурных растений хорошо известны (см. например, Perlak и др., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 3324 (1991); и Koziel и др.,Bio/technol. 11: 194 (1993); Fennoy и Bailey-Serres. Nucl. Acids Res. 21: 5294-5300 (1993. Методы модификации кодирующих последовательностей с учетом наиболее часто встречающихся кодонов в генах растений, в том числе высших растений, зеленых водорослей и цианобактерий, хорошо известны (см. таблицу 4 в: Murray и др. Nucl. Acids Res. 17: 477-498 (1989); Campbell и Gowri Plant Physiol. 92: 1-11(1990. У растений известны различные механизмы направленного переноса продуктов гена, и последовательности, контролирующие функционирование этих механизмов, охарактеризованы весьма подробно. Например, направленный перенос продуктов гена в хлоропласт контролируется сигнальной последовательностью, обнаруженной на N-конце различных протеинов, которая отщепляется во время импорта к хлоропласту, в результате чего получается зрелый протеин (см., например, у Comai и др., J. Biol. Chem. 263: 15104-15109 (1988. Другие продукты гена локализованы в других органеллах, таких как митохондрия и пероксисома (см., например, у Unger и др., Plant Molec. Biol. 13: 411-418 (1989. кДНК, кодирующие эти продукты, также могут быть подвергнуты воздействиям для осуществления направленного переноса гетерологичных продуктов гена, кодируемых последовательностями ДНК, в эти органеллы. Кроме того, были охарактеризованы последовательности, приводящие к направленному переносу продуктов,кодируемых последовательностями ДНК, в другие клеточные компартменты. N-концевые последовательности ответственны за направленный перенос в эндоплазматический ретикулум (ЭР), апопласт и за внеклеточную секрецию из алейронных клеток (Koehler и Но, Plant Cell 2: 769-783 (1990. Кроме того,N-концевые последовательности в сочетании с С-концевыми последовательностями ответственны за направленный перенос продуктов гена в вакуоли (Shinshi и др., Plant Molec. Biol. 14: 357-368 (1990. Путем слияния описанных выше соответствующих направляющих последовательностей с гетерологичным полинуклеотидом по изобретению можно направлять трансгенный продукт в любую органеллу или любой компартмент клетки. Специалистам в данной области известны многочисленные трансформирующие векторы, пригодные для трансформации растений, и полинуклеотиды по настоящему изобретению могут применяться в сочетании с любым из таких векторов. Выбор вектора зависит от предпочтительного метода трансформации и от видов-мишеней, предназначенных для трансформации. Для определенных видов-мишеней предпочтительными могут оказаться различные маркеры для селекции по признаку устойчивости к антибиотику или гербициду. Обычно применяемые для трансформации селектируемые маркеры включают ген nptII, который обусловливает устойчивость к канамицину и родственным антибиотикам (Messing иTheor. Appl. Genet 79: 625-631 (1990, ген hpH, обусловливающий устойчивость к антибиотику гигромицину (Blochinger и Diggelmann, Mol. Cell Biol 4: 2929-2931 1984, и ген dhfr, который обусловливает устойчивость к метотрексату (Bourouis и др., ЕМВО J. 2(7): 1099-1104 (1983, и ген EPSPS, обусловливающий устойчивость к глифосату (патенты US 4940935 и 5188642), ген фосфоманнозоизомеразы manA,который обусловливает избирательное метаболическое преимущество в присутствии маннозы (патентUS, сер. No. 5767378, включенный во всей своей полноте в настоящее описание в качестве ссылки, иMiles и Guest, GENE, 32:41-48 (1984; селектируемый маркер PAT, который обусловливает устойчивость к гербициду BASTA (Sung H. Park и др., In Vitro Cell.Dev.Biol.-Plant, 34: 117-121 (1998. Для трансформации с использованием Agrobacterium tumef aciens пригодны многочисленные векторы. Они обычно несут по крайней мере одну пограничную последовательность Т-ДНК и включают такие векторы, как pBIN19 (Bevan, Nucl. Acids Res., 1984). Обычные векторы, пригодные для трансформации с использованием Agrobacterium, включают бинарные векторы рСIВ 200 и рСIВ 2001, а также бинарный вектор pCIB10 и его производные, отобранные по признаку устойчивости к гигромицину (см., например,патент US 5639949). Трансформация без использования Agrobacterium tumef aciens дает возможность обойти требование наличия последовательностей Т-ДНК в выбранном трансформирующем векторе и, следовательно, векторы, в которых отсутствуют эти последовательности, могут быть использованы в дополнение к векторам,таким как описанные выше, которые содержат последовательности Т-ДНК. Методы трансформации, которые не основаны на использовании Agrobacterium, включают трансформацию с помощью бомбардировки частицами, поглощение протопластом (например, с помощью ПЭГ и электропорации) и микро- 12006737 инъекцию. Выбор вектора в значительной степени зависит от выбора предпочтительных видов, подлежащих трансформации. Типичные векторы, пригодные для трансформация без использования Agrobacterium, включают pCIB3064, pSOG19 и pSOG35 (см. например, патент US 5639949). После того, как представляющий интерес полинуклеотид клонирован в экспрессионной системе, ей трансформируют растительную клетку. Методы трансформации и регенерации растений хорошо известны в данной области. Например, для введения чужеродной ДНК, а также для непосредственного поглощения ДНК, введения с помощью липосом, электропорации, микроинъекции и с помощью микроснарядов, используют Ti-плазмиды. Кроме того, для трансформации растительных клеток могут быть использованы бактерии рода Agrobacterium. Методы трансформации двудольных растений хорошо известны в данной области и включают методики, основанные на применении Agrobacterium, и методики, для которых не требуется применениеAgrobacterium. Методы, для которых не требуются Agrobacterium, включают поглощение экзогенного генетического материала непосредственно протопластами или клетками. Это может быть осуществлено путем поглощения, опосредованного ПЭГ, или электропорацией, введения с помощью бомбардировки частицами, или путем микроинъекции. В каждом случае трансформированные клетки регенерируют до целых растений, используя стандартные методы, известные в данной области. Трансформация большинства однодольных видов растений в настоящее время также стала традиционной. Предпочтительные методы включают прямой перенос генов в протопласты с использованием методов на основе ПЭГ или электропорации, бомбардировки частицами ткани каллюса или опосредуемую Agrobacterium трансформацию. Ткань-мишень может быть получена из такого источника, как культивар пшеницы UC703 или генотип кукурузы CG000526. Например, опосредуемая Agrobacterium трансформация кукурузы может быть осуществлена согласно методике, описанной в заявке на патент US 09/089111, которая полностью включена в настоящее описание в качестве ссылки и которая опубликована как WO 98/54961, а трансформация ячменя может быть осуществлена согласно методу, описанному у: М. Cho, J. Wong, С. Marx,W. Jiang, P. Lemaux и В. Buchanan (1999), "Overexpression of thioredoxin h leads to enhanced activity ofFincher (1988), "Agrobacterium-mediated transformation of two varieties of barley (Hordeum vulgare L.)",Proc. 42 ой Конференции австралийского общества биохимии и молекулярной биологии (Conference ofnumbers of independently transformed fertile barley plants", Plant Physiol. 104: 37-48. Полинуклеотиды по изобретению могут применяться для придания устойчивости к трихотецену широкому спектру растительных клеток, включая клетки голосеменных, однодольных и двудольных растений. Хотя гетерологичный полинуклеотид по изобретению может быть встроен, например, перенесен в любую растительную клетку в указанных широких классах, особенно ценными являются клетки культурных растений, таких как рис, пшеница, ячмень, рожь, кукуруза, овсы, картофель, сладкий картофель, турнепс, тыква крупноплодная, тыква пепо, цуккини, дыня, соя и сорго. Полинуклеотиды, применяемые согласно изобретению,которые придают растениям устойчивость к трихотецену, могут применяться в сочетании с другими ха- 13006737 рактеристиками, важными с точки зрения продуктивности и качества. Полинуклеотиды по изобретению могут быть включены в линии растений с помощью принципов и методов селекции, которые являются известными в данной области. После того как аллель гена, обусловливающий устойчивость к трихотецену, получен путем трансформации в культурном растении или культуре клеток растения, из которой культурное растение может быть регенерировано, его переносят в коммерческие сорта с помощью традиционных методов селекции с целью получения устойчивой к трихотецену культуры без применения методов генетической инженерии аллеля и трансформации им растения. Для различных стадий селекции характерно целенаправленное вмешательство человека, такое как отбор линий, подлежащих скрещиванию, непосредственное опыление родительских линий или отбор соответствующего потомства растений. В зависимости от требуемых свойств выбирают различные методы селекции. Соответствующие методы хорошо известны в данной области и включают (но не ограничиваясь ими) гибридизацию, инбридинг, возвратное скрещивание, многолинейное скрещивание, смешивание сортов, межвидовую гибридизацию, методы анэуплодии и т.д. Методы гибридизации также включают стерилизацию растений с целью получения мужских или женских стерильных растений с помощью механических, химических или биохимических средств. Перекрестное опыление мужского стерильного растения пыльцой различных линий гарантирует, что геном мужского стерильного, но фертильного женского растения будет равным образом приобретать свойства обеих родительских линий. Таким образом,трансгенные семена и растения по изобретению могут применяться для селекции улучшенных линий растений, которые отличаются тем, что на растении, ткани растения или его семенном материале грибы не растут вообще или растут в меньшей степени, что предупреждает и/или снижает загрязнение микотоксином этого растения, ткани растения или семенного материала. Устойчивость к трихотецену, сконструированная в описанных выше трансгенных семенах и растениях, передается с помощью полового размножения или вегетативного роста и, таким образом, может сохраняться и передаваться по наследству потомству растений. Обычно указанное сохранение и передачу потомству осуществляют с использованием известных сельскохозяйственных методов, разработанных для конкретных целей, таких как обработка почвы, посев или сбор урожая. Поскольку выращиваемые культурные растения подвержены нападению и повреждениям, которые вызываются насекомыми или инфекциями, для улучшения урожая проводят мероприятия по борьбе с болезнями растений, насекомыми, нематодами и другими вредными факторами. Они включают механические методы, такие как обработка почвы или удаление зараженных растений, а также применение агрохимических средств защиты растений, таких как фунгициды, гаметоциды, нематоциды, регуляторы роста, агенты, способствующие созреванию, и инсектициды. При производстве семян качество прорастания и однородность семян являются важными характеристиками продукта, в то время как качество прорастания и однородность семян, собираемых и продаваемых фермером, не являются важными. Поскольку трудно выращивать культурное растение вне контакта с семенами другого культурного и сорного растения, для борьбы с передающимися с семенами болезнями и для получения семян с хорошим прорастанием производителями, занимающимися выращиванием, кондиционированием и продажей чистых семян, разработаны довольно обширные и целенаправленные методы производства семян. Так, обычно фермер практикует покупку сертифицированного семенного материала, удовлетворяющего определенным стандартам качества, вместо того, чтобы использовать семенной материал, полученный от его собственной культуры. Материал для размножения, который используют в качестве семенного материала, обычно обрабатывают защитным покрытием, включающим гербициды, инсектициды, фунгициды, бактерициды, нематоциды, моллюскициды или их смеси. Обычно применяемые защитные покрытия включают такие соединения как каптан, карбоксин, тирам(TMTD), металаксил (Apron) и пиримифос-метил (Actellic). При необходимости эти соединения изготавливают в виде препаративных форм вместе с дополнительными носителями, поверхностноактивными веществами или способствующими нанесению адъювантами, обычно применяемыми в области препаративных форм, для защиты от повреждения, вызванного бактериями, грибами или насекомыми-вредителями. Защитные покрытия могут быть нанесены путем пропитывания материала для размножения жидкой композицией или путем покрытия объединенной влажной или сухой композицией. Также возможны другие способы нанесения, такие как обработка почек или плодов. Еще одним предметом изобретения являются новые сельскохозяйственные методы, такие как приведенные выше методы, для которых характерно применение трансгенных растений, трансгенного растительного материала или трансгенных семян по настоящему изобретению. Одним из вариантов осуществления настоящего изобретения являются трансгенные растительная клетка, ткань, орган, семенной материал или части растения, полученные из трансгенного растения. Также под объем изобретения подпадают трансгенные потомки растения, а также трансгенные растительные клетки, ткани, органы, семена и части растений, полученные из потомков. Согласно еще одному из вариантов осуществления гетерологичный полинуклеотид по изобретению может применяться в качестве селектируемого маркера в процессах трансформации. В этом варианте клетку-хозяина трансформируют вторым представляющим интерес гетерологичным полинуклеотидом, а- 14006737 также гетерологичным полинуклеотидом по изобретению, который кодирует продукт гена, обладающий активностью, которая обусловливает устойчивость к трихотецену, с помощью кассет экспрессии и методов трансформации, приведенных выше в качестве примера, и известных в данной области. После трансформации трансформированные клетки отбирают в отношении их способности выживать при контакте с трихотеценом, в частности DAS или DON или Т-2-токсином. Клетка-хозяин может представлять собой эукариотическую или прокариотическую клетку-хозяина, и в отношении них применяются методы трансформации и системы экспрессии, известные в данной области. Клетка-хозяин может представлять собой клетку растения, клетку гриба, клетку бактерии, клетку дрожжей, клетку животного или клетку насекомого. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения полинуклеотид, который кодирует продукт гена, обладающий активностью, которая обусловливает устойчивость к трихотецену, используют в качестве селектируемого маркера в методах трансформации растительной клетки. Например, растения, ткань растения, семена растения или клетки растения, экспрессирующие по крайней мере вторую представляющую интерес гетерологичную последовательность ДНК, также могут быть трансформированы так, что они экспрессируют последовательность, кодирующую полипептид, который включает последовательность, практически аналогичную SEQ ID NO:2, 6 или 8. Трансформированные клетки переносят в среду, содержащую фитотоксичный трихотецен, в частности DAS и/или DON и/или Т-2-токсин, в количестве, достаточном для того, чтобы ингибировать рост или выживаемость растительных клеток, которые не экспрессируют полипептид, практически аналогичный полипептиду, имеющему аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO:2, 6 или 8, при этом только трансформированные клетки могут расти или могут оставаться не угнетенными. Концентрации трихотеценов,которые могут применяться для отбора растений, экспрессирующих полипептид, практически аналогичный полипептиду, имеющему аминокислотную последовательность, представленную в SEQ ID NO:2, 6 или 8, составляют от 1 мкг/мл до 90 мкг/мл. Способ применим к любой растительной клетке, которая обладает способностью экспрессировать полинуклеотид, включающий нуклеотидную последовательность, практически аналогичную последовательности, представленной в SEQ ID NO:1, 5 или 7, и может использоваться в сочетании с любой представляющей интерес гетерологичной последовательностью ДНК. Экспрессия второй гетерологичной последовательности ДНК и гетерологичного полинуклеотида по изобретению может находиться под контролем одного и того же промотора, который функционирует в клетках растений, или под контролем различных промоторов. Описание последовательностейSEQ ID NO:1 обозначает последовательность кДНК Fusarium sporotrichioides, которая кодирует полипептид по изобретению, обладающий активностью, обусловливающей устойчивость к трихотецену.SEQ ID NO:5 обозначает последовательность ДНК Fusarium graminearum, которая кодирует полипептид по изобретению, обладающий активностью, обусловливающей устойчивость к трихотецену.SEQ ID NO:7 обозначает последовательность ДНК Saccharomyces cerevisiae, которая кодирует полипептид по изобретение, обладающий активностью, обусловливающей устойчивость к трихотецену.SEQ ID NO:9 обозначает последовательность ДНК рСIВ 9818.SEQ ID NO:10 обозначает последовательность ДНК pAgroTRIr.SEQ ID NO:11 обозначает последовательность ДНК pNOV1704. Примеры В приведенных ниже примерах дополнительно описаны материалы и методы, применяемые для осуществления изобретения, и полученные результаты. Они даны с целью иллюстрации и не направлены на ограничение объема изобретения. Пример 1. Строение pNOV1700, pCIB9818, pAgroTRIr и pNov 1704. 1. pNOV1700.pNOV1700 в соответствии с Будапештским договором депонирован 19 марта 1999 г. в Коллекции запатентованных культур службы сельскохозяйственных исследований (NRRL), 1815 Northern UniversityStreet, Пеория, штат Иллинойс 61604, США, под регистрационным номером NRRL B-30117. В целом, pNOV1700 включает SEQ ID NO:1, функционально связанную с промотором убикитанаZ.mays, включая часть экзона и интрона, и с сигналом полиаденилирования нопалинсинтазы. 2. рСIВ 9818. Плазмида рСIВ 9818 представляет собой состоящую из 6111 пар оснований кольцевую плазмиду,последовательность ДНК которой представлена в SEQ ID NO:9. Промотор убикитина Z. mays, прости- 15006737 рающийся от основания 12 до 1993 SEQ ID NO:9, включая часть экзона, простирающуюся от основания 896 до 1011, и интрон, простирающийся от основания 1047 до 1993, функционально связан с селектируемым маркером, геном фосфатманнозоизомеразы, который простирается от основания 2090 до 3193,инвертированным интроном 9 PEPС, простирающимся от основания 3248 до 3355 и последовательностью терминатора гена 35S CaMV, простирающейся от основания 3357 до 3434. 3. pAgroTRIr. Плазмида pAgroTRIr представляет собой кольцевой бинарный вектор длиной 13737 пар оснований,имеющий последовательность ДНК, представленную в SEQ ID NO:10. В целом, pAgroTRIr включает селектируемый маркер, функционально связанный с промотором и последовательностью терминатора, и область полинуклеотида, последовательность которого приведена в SEQ ID NO:1, который расположен позади и в рамке считывания с промотором Arabidopsis thaliana UBI 3 (S. Norris, S. Meyer и J. Callus, Plantnos. 4. pNovl704. Плазмида pNOV1704 представляет собой кольцевой бинарный вектор длиной 12949 пар оснований,имеющий последовательность ДНК, представленную в SEQ ID NO:11. Промотор убикитина Z. mays,простирающийся от основания 11 до 1992 SEQ ID NO:11 ( включая экзон 1: 895-1010 и интрон 1: 10461992), функционально связан с последовательностью селектируемого маркера, геном фосфатманнозоизомеразы, который простирается от основания 2089 до 3192, и последовательностью терминатора нопалинсинтазы, простирающейся от основания 3557 до 3688. Кроме того, pNOV1704 включает промотор убикитина Z. mays, основания 9218-11218 (включая экзон 1: от 10110 до 10224 и интрон 1: от 10225 до 11218), функционально связанный с последовательностью трихотецен-3-O-ацетилтрансферазы, которая представлена в SEQ ID NO:1, основания от 11234 до 12662 и последовательностью терминатора nos, основания от 12667 до 12935. Пример 2. Трансформация пшеницы, селекция и регенерация. Трансформация. Незрелые зиготические зародыши (0,75-1,25 мм) отсекают от поверхности стерилизованных зерновок пшеницы (10% Chlorox X 10 мин), затем помещают вверх скутелумом на основную среду MS (Murashige и Skoog, (1962) Physiol. Plant 15:473-439), дополненную 3% сахарозы, 3 мг/л 2,4-Д (дихлорфеноксиуксусная кислота), 150 мг/л глутамина, 75 мг/л аспарагина и отвержденную с помощью 0,7% фитоагара(среда 3MS3S). Зародыши инкубируют в темноте при 28 С в течение 5-10 дней до бомбардировки. Оптимальным временем для бомбардировки являются 6-7 дни после посева. За 4 ч до бомбардировки зародыши помещают в среду для плазмолиса (такую же среду, как описана выше, но с добавлением 15% мальтозы вместо сахарозы) и располагают по окружности диаметром 2,5 см вверх скутелумом. Описанную выше в примере 1 плазмиду pNOV1700 расщепляют с помощью PvuII и XmnI и выделяют фрагмент длиной 4117 пар оснований, который включает полинуклеотидную область, имеющую последовательность, представленную в SEQ ID NO:1, а также промотор убикитина и сигнал полиаденилирования NOS. Плазмиду рСIВ 9818, также описанную выше в примере 1, расщепляют с помощью AscI и выделяют фрагмент длиной 4246 пар оснований, включающий промотор UBI кукурузы, селектируемый маркер и последовательность терминатора 35S CaMV. Выделенные фрагменты ДНК осаждают на золотые частицы размером 0,3 мкм с помощью метода,описанного у Sanford. При постоянном перемешивании 5 мкг выделенного фрагмента ДНК каждой конструкции, 50 мкл 2,5 М СаСl2 и 20 мкл 0,1 М спермидина добавляют в пробирку Эппендорфа, которая содержит 50 мкл 50%-ного глицерина и 3 мг золотых частиц. Смесь ДНК/золотые частицы подвергают двум промывкам этанолом. После отбрасывания супернатанта, образовавшего при последней промывке,добавляют этанол до получения конечного объема 70 мкл. Это позволяет получить объем смеси золотые частицы/ДНК, необходимый для осуществления 6 выстрелов из 1 пробирки. Пластины-мишени обстреливают дважды, что позволяет нанести на каждую пластину-мишень примерно 3 мкг ДНК (если, как принято, используют по 5 мкг каждой из 2 конструкций) и 1,0 мг золотых частиц. Используют давление залпа 1100 фунтов/кв.дюйм. После бомбардировки пластины-мишени возвращают на ночь в темноту. После примерно 24-часового плазмолиса зародыши возвращают в среду 3MS3S и выдерживают в темноте в течение 3 недель для инициации развития каллюса. В это время пересевы не осуществляют. Селекция/Регенерация. Эмбриогенную ткань, которая развилась в течение 3-недельного периода инициации, отсекают от неэмбриогенной ткани и помещают в среду для регенерации/селекции. Основная среда для регенерации представляет собой среду 3MS3S без добавления 2,4-Д, но с добавлением вместо него 1 мг/л GA3 (гибберелин А 3) - НУК (1-нафталинуксусная кислота) и НУК (обозначена как среда NG). Добавляют 10 г/л маннозы и 5 г/л сахарозы (NG1M.5S). Ткань подвергают начальной фазе регенерации и селекции в течение 2 недель. После 2-недельного периода ткань выдерживают в освещенной комнате. На этой фазе начинается развитие побегов и корней и через 2 недели ткань переходит на следующую стадию развития. Во время второй фазы регенерации и отбора маннозой, концентрацию маннозы понижают до 5 г/л,а концентрацию сахарозы повышают до 20 г/л (среда MS2S.5M). Как правило, ткань выдерживают в этой- 16006737 среде в течение примерно 4 недель, во время которых происходит дополнительное развитие побегов и корней. Интенсивно растущие проростки с хорошей окраской и развитыми побегами и корнями изымают из пластин и помещают в более крупные контейнеры, обозначенные как GA7's. Это является конечной стадии селекции и регенерации. Среда содержит только 1/2 MS-солей и 15 г/л маннозы. Наилучшим индикатором того, что растение трансформировано, является активный рост корней в среде. До переноса в теплицу листовую ткань активно растущих проростков собирают и осуществляют ПЦР с целью доказательства присутствия либо представляющего интерес гена, либо селектируемого маркера. Пример 3. Трансформация Arabidopsis. Конструкциями бинарного вектора pAgroTRIr, описанными выше в примере 1, трансформируют путем электропорации штамм Agrobacterium tumef aciens GV3101 (Bechtold N. и др., CR Acad. Sci. Paris,Sciences de la vie, 316:1194-1199 (1993 (Dower W.J., Mol. Biol. Rep 1:5 (1987. 25 мл культуры из индивидуальных колоний штамма Agrobacterium GV3101, которые содержат плазмиды pAgroTRIr в средеYEB + рифампсин 100 (Rifampsin 100) и канамицин 100 (Каnоmуcin 100) инкубируют при 30 С в течение ночи. Образование крупных культур инициируют, инокулируя 500 мл этой же среды с помощью 5 мл небольшой культуры, и инкубируют в течение ночи при 30 С. Определяют значения ОП при 600 нм культур и затем культуры и центрифугируют при 5 К в GSA-роторе в течение 1 мин. Клетки ресуспендируют в среде типа "IM Modified infiltration media" до достижения конечного значения ОП при 600 нм 0,08. Добавляют 200 мкл Silwet на литр клеточной суспензии. По 3 отобранных цветочных горшка, в которых находится примерно по 4 растения Arabadopsis var Columbia, погружают "вниз головой" примерно в 500 мл клеточной суспензии. Цветки встряхивают в клеточной суспензии для удаления пузырьков воздуха и растения инкубируют в клеточной суспензии в течение 15 мин. Поддон накрывают колпаком для того, чтобы поддерживать влажность растений в течение ночи. Растениям дают развиваться в течение примерно 3-4 недель, после чего их не поливают в течение примерно до 1 недели. Стручки с семенами собирают и сушат в сушильной комнате в течение примерно 1,5 недели. Семена высаживают и дают расти в течение примерно 2 недель. Растения опрыскивают селектирующим агентом и затем опрыскивание повторяют вновь через 2 дня и через 4 дня. Примерно через 3 недели выжившие растения могут быть перенесены в новые цветочные горшки. Пример 4. Биобаллистическая трансформация кукурузы. Развитие культур эмбриогенного каллюса типа I (Green и др. 1983, Somatic cell genetic systems inGenetics of Plants and Animals. Miami Winter Symposium Series, том 20. Academic Press, NY.) инициируют из незрелых зародышей кукурузы длиной 1,5 - 2,0 мм, полученных из выращенного в теплице материала. Зародыши выделяют в асептических условиях из початков со стерилизованной поверхностью приблизительно через 14 дней после опыления. Зародыши помещают на D-среду для инициации развития каллюса, содержащую 2% сахарозы и 5 мг/л хлорамбена (Duncan и др., Planta 165: 322-332 (1985. Затем зародыши и эмбриогенный каллюс культивируют в темноте. Из эксплантатов примерно через 14 дней выделяют зародыши, дающие эмбриогенную реакцию. Дающие эмбриогенную реакцию зародыши помещают на D-среду для поддержания развития каллюса, содержащую 2% сахарозы и 0,5 мг/л 2,4-Д. После инкубации в течение примерно 6 недель с еженедельным пересевом на свежую поддерживающую среду, получают компактные эмбриогенные культуры высокого качества. Кусочки активно растущего эмбриогенного каллюса отбирают в качестве ткани-мишени для введения гена. Кусочки каллюса помещают на пластины-мишени, содержащие поддерживающую среду, дополненную 12% сахарозы, примерно за 4 ч до введения гена. Кусочки каллюса размещают по окружностям радиусами 8 и 10 мм от центра пластины-мишени. Описанную выше в примере 1 плазмиду pNOV1700 расщепляют с помощью PvuII и XmnI и выделяют фрагмент длиной 4117 пар оснований, который содержит полинуклеотидную область, имеющую последовательность, представленную в SEQ ID NO:1, а также промотор и сигнал полиаденилирования. Также описанную выше в примере 1 плазмиду рСIВ 9818 расщепляют с помощью AscI и выделяют фрагмент длиной 4246 пар оснований, также содержащий маркерный ген, промотор и сигнал терминации. Выделенные фрагменты ДНК осаждают на золотые микроносители согласно руководству DuPont Biolistic. Два-три мкг каждой плазмидной конструкции используют для обработки 6 применяемых в качестве снарядов микроносителей. Полинуклеотиды по изобретению вводят в клетки ткани-мишени с помощью устройства типа PDS-1000He Biolistics. Устройство типа Biolistics имеет следующие параметры настройки: расстояние между разрушающимся диском и макроносителем 8 мм, расстояние между макроносителем и задерживающим экраном 10 мм и расстояние между задерживающим экраном и мишенью 7 см. Каждую пластину-мишень обстреливают, используя диски, разрушаемые при давлении залпа 650 фунтов/кв.дюйм. Между задерживающим экраном и тканью-мишенью помещают экран из нержавеющей стали размером 200x200 (фирма McMaster-Carr, Нью-Брунсвик, штат Нью-Джерси). Через 7 дней после введения гена кусочки ткани-мишени переносят из среды с высоким осмотическим давлением на среду с селектирующим агентом. Ткань-мишень помещают в поддерживающую среду без сахарозы, но содержащую 1% маннозы.- 17006737 Через 3-5 недель растущие кусочки каллюса пересевают в среду для поддерживания, не содержащую сахарозу и содержащую 1,5% маннозы. Эмбриогеный каллюс, растущий на среде для селекции, пересевают каждые 2 недели в течение 6-10 недель до получения количества каллюса, достаточного для образования 10-20 растений. Выжившую после селекции ткань, образовавшуюся из исходного кусочка ткани-мишени, пересевают в виде одной колонии и обозначают как независимый случай трансформации. Колонии переносят на модифицированную MS-среду (Murashige и Skoog 1962, "A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures", Physiol. Plant 15: 473-497), содержащую 2% сахарозы и 1% маннозы(MS3S + 1M), дополненную 0,25 мг/л анцимидола и 0,5 мг/л кенетина. Через 2 недели регенерирующие колонии переносят на безгормональную среду MS3S + 1 М. Регенерирующие побеги с корнями и без корней из всех колоний переносят в ящики типа Mageta, содержащие среду MS3S, и в конце концов получают небольшие растения с корнями, которые переносят в почву в теплицу. Пример 5. Анализ экспрессии в трансгенных растениях. Ткань трансформированных растений анализируют на присутствие полинуклеотида, включающего последовательность, представленную в SEQ ID NO:1. ДНК экстрагируют из трансформированного растения и осуществляют анализ с помощью ПЦР согласно стандартным протоколам. Для амплификации конструкций генов применяют следующие праймеры: (5'-acgaatcattcaccgaggag-3') (SEQ ID NO:3) и (5'ctcacactctcaggcttacc-3') (SEQ ID NO:4). Проводят обнаружение фрагмента длиной 650 нуклеотидов последовательности SEQ ID NO:1 пшеницы, полученного согласно методике, описанной выше в примере 2. 6. Анализ методом Нозерн-блоттинга. Трансформированные растения анализируют в отношении присутствия РНК гибридизацией с помощью метода Нозерн-блоттинга. Для анализа методом Нозерн-блоттинга экстрагированную из ткани растения РНК разделяют по размеру и блоттируют на найлоновую мембрану. Эту мембрану затем гибридизуют с радиоактивным зондом, полученным из StyI-фрагмента длиной 429 нуклеотидов полинуклеотида, представленного в SEQ ID NO:1, который используют в качестве зонда. Проводят анализ РНК из растений пшеницы и Arabadopsis, трансформированных, как описано выше в примерах 2 и 3. Пример 6. Ферментативный анализ трихотецен-3-О-ацетилтрансферазной активности. а) Экстракция растительной ткани для ферментативных анализов: Отбирают три кусочка листа размером 1x1/8 дюйма (примерно 50 мг) трансгенных растений по изобретению, включая растения, трансформированные и регенерированные согласно методикам, описанным в примерах 2-4. б) Размалывание в стеклянной шаровой мельнице: Ткань помещают в круглодонную пробирку объемом 2 мл и закрывают крышку. Пробирку погружают в жидкий азот и инкубируют в течение ночи при-80 С. Пробирку периодически встряхивают в течение 24 с и добавляют 0,4 мл натрий-фосфатного буфера. Пробирку встряхивают в течение 10 с и помещают на лед. Пробирку встряхивают в течение еще 5 мин и затем центрифугируют при 14000 об/мин в центрифуге Эппендорфа в течение 5 мин. Супернатант удаляют и переносят в чистую пробирку. Смешивают следующие компоненты: субстрат, представляющий собой трихотецен: 2 мкл DAS(20%-ный ацетон в 50 мМ натрий-фосфатном буфере, рН 7,0). Также может применяться DON. Субстрат, представляющий собой ацетил-Со: 2 мкл [14 С]-ацетил-СоА фирма NEN, каталожныйNEC313 (60 мКи/ммоль и 0,02 мКи/мл). Буфер доводят до конечного объема 50 мкл с помощью натрий-фосфатного буфера, рН 7,0. Анализ начинают, добавляя указанный ниже препарат ферментов и инкубируют при 30 С в течение 15 мин. Препарат ферментов: 10 мкл экстракта растения в натрий-фосфатном буфере, рН 7,0. Через 15 мин добавляют 100 мкл этилацетата и пробирку встряхивают дважды в течение нескольких секунд. Затем пробирку центрифугируют в течение 2 мин при 14000 об/мин в центрифуге Эппендорфа. Отбирают 50 мкл этилацетатной фазы и вносят во флакон, содержащий сцинтилляционную жидкость. Радиоактивность в пробирке подсчитывают в течение 2 мин, используя сцинтилляционный счетчик. Выявлено 20 отдельных растений пшеницы, полученных согласно методике, описанной выше в примере 2, в которых обнаружена удельная активность от 0,60 до 13,4 нмоля ацетилированного продукта/мкг протеина/15 мин. Удельные активности в трансформированных растениях оказались существенно выше по сравнению с отрицательным контролем. Отрицательный контроль представляет собой нетрансформированный культивар пшеницы, удельная активность которого составляет от 0,1 до 0,2 нмоля ацетилированного продукта/мкг протеина/15 мин. Выявлено 5 отдельных растений Arabidopsis, полученных согласно методике, описанной выше в примере 3, в которых обнаружена удельная активность от 3,8 до 28 нмолей ацетилированного продукта/мкг протеина/15 мин. Удельные активности в трансформированных растениях пшеницы оказались существенно выше по сравнению с отрицательным контролем. Отрицательный контроль представляет собой растения Arabidopsis thaliana var Columbia, трансформированные конструкцией нуклеиновой кислоты с целью экспрессии селектируемого маркера, их удельная активность составляет менее 0,1 нмоля ацетилированного продукта/мкг протеина/15 мин.- 18006737 Выявлены растения кукурузы по крайней мере из 2 различных трансформантов, полученных согласно методике, описанной выше в примере 4, в которых обнаружена удельная активность от 11,1 до 17,9 нмоля ацетилированного продукта/мкг протеина/15 мин. Удельные активности в трансформированных растениях оказались существенно выше по сравнению с отрицательным контролем. Отрицательный контроль представляет собой растения кукурузы, имеющие нетрансформированный генотип, удельная активность которых составляет менее 0,2 нмоля ацетилированного продукта/мкг протеина/15 мин. Выявлены растения кукурузы по крайней мере из 16 различных трансформантов, полученных с помощью опосредуемой Agrobacterium трансформации с использованием плазмиды pNOV 1704, в которых удельная активность составляет от 17 до 183 нмоля/мкг/15 мин. Пример 7. Биологическая оценка устойчивости к трихотецену трансгенных растений. Готовят 250 мл CPR-среды, которая включает следующие компоненты, и значение рН доводят до 6,5 с помощью КОН.MS-витамины 1,25 мл Сахароза 1% (необязательно) 2,50 г К указанной выше среде добавляют агарозу в концентрации 1% (2,50 г) и среду автоклавируют. К проавтоклавированной среде добавляют 25 мл 50 мг/мл хлорфенолового красного. Поддерживая температуру среды на уровне 55 С, добавляют различные концентрации DAS илиDON в ацетоне (т.е. к 1,7 мл добавляют 4, 8 или 16 мкл 10 мг/мл DON или 2, 4 или 6 мкл 50 мг/мл DAS). В каждую лунку 48-луночного титрационного микропланшета вносят аликвоту среды, составляющую примерно 0,5 мл. В лунки титрационного микропланшета вносят кусочки ткани трансформированных растений размером 1/3 х 1/8 дюйма или контрольной ткани, полученной из контрольных нетрансформированных растений дикого типа. Кусочкам листьев дают подсохнуть в чашке Петри и с помощью пинцетов помещают в среду в лунку титрационного микропланшета. Титрационные микропланшеты инкубируют на свету в течение 2-4 дней при 20 С. В результате метаболических процессов в кусочках листьев происходит изменение их цвета (понижение рН) с красного на желтый. Наличие активности, которая в результате трансформации обусловливает устойчивость к трихотецену или пониженную чувствительность к трихотеценам, проявляется по наличию желтого окрашивания в лунках в присутствии DAS или DON. Изменение цвета с красного на желтый с сохранением красного цвета в контроле обнаружено также у растений пшеницы и кукурузы, полученных согласно изобретению. Таким образом, для некоторых кусочков листьев характерна существенно более низкая степень хлороза по сравнению с соответствующим контролем. Пример 8. Анализ прорастания. А. Анализ прорастания при наличии устойчивости к трихотецену. Семенной материал, полученный от трансгенных растениях по изобретению, выращивают в среде с селектирующим агентом в условиях давления отбора и полученным в результате растениям дают самоопылиться. Полученные семена помещают в среду MS3S (MS-соли 4,3 г/л, MS-витамины 100 Х, сахароза 30 г/л и фитагар 8 г/л), в которую добавляют либо DAS, либо DON (20 мг/мл) с плотностью 1000-1200 семян/на чашку Петри (диаметром 100 мм). После инкубации на свету в течение 4 дней оценивают прорастание всходов в чашках. Семена растений Arabidopsis, полученных согласно методике, описанной выше в примере 3, которые выращивают в среде, содержащей DAS, дали много растений с развитыми корнями и побегами. В то время как контрольные семена (родительская линия Arabadopsis, var. Columbia) плохо прорастают и у них не происходит формирования корней при выращивании в среде, дополненной DAS. При выращивании трансформированных и контрольных семян в такой же среде без добавления DAS между ними не выявлено никаких различий. Б. Анализ прорастания при наличии устойчивости к грибам с целью обнаружения устойчивости проростков к увяданию. 1. Анализ прорастания устойчивой к грибам пшеницы. Анализ прорастания устойчивой к грибам пшеницы в основном осуществляют согласно методу,описанному у R. H. Proctor, Т. М. Hohn и S. Р. McCormick, "Reduced virulence of Gibberella zeae caused bydisruption of a trichothecene toxin biosynthetic gene", Mol.Plant-Microbe Interact. 8 (4):593-601, 1995, публикация полностью включена в настоящее описание в качестве ссылки. Инокулят представляет собой макроконидии F. gramiearum, разбавленные в воде до концентрации 1x106 конидий на мл. Инокулят приготавливают путем промывки макроконидий культуры, выращенной в агаре с добавлением сока V-8, в белом или близком к ультрафиолетовому свете в течение 7-10 дней. В экспериментах по анализу проростков поверхность семян двух различных трансгенных линий пшеницы,полученных согласно методике, описанной выше в примере 2, и семян контрольной линии дикого типа стерилизуют, промывая в 10%-ном растворе хлорной извести и 0,05%-ном растворе Твин в течение примерно 15 мин и 5-кратно промывая стерильной дистиллированной водой. Семена замачивают в суспензии макроконидий примерно на 10 мин и затем высаживают в заполненные вермикулитом 10- 19006737 сантиметровые пластиковые горшки (20 семян на горшок). Перед посадкой горшки заполняют примерно на 3/4 вермикулитом и выдерживают в 2-4-сантиметровом слое воды до тех пор пока верхняя часть вермикулита не увлажнится. После посева семена покрывают дополнительным слоем вермикулита толщиной 1-2 см и горшки помещают по отдельности в пластиковые ящики и инкубируют в вегетационной камере в течение недели при 22 С и световом режиме 16 ч света и 8 ч темноты. Примерно через 1 неделю горшки вынимают из ящиков и через 2 недели оценивают признаки болезни, подсчитывая количество проростков, появившихся в каждом горшке. Контрольные семена обрабатывают, как описано выше, за исключением того, что семена замачивают в стерильной воде и для опытов используют 40 семян. Обнаружено, что прорастание семян двух различных трансгенных линий растений составило 50 и 43% по сравнению с прорастанием таких же трансгенных семян, обработанных водой, а в контроле дикого типа проросло 17% семян по сравнению с прорастанием таких же семян, обработанных водой. 2. Анализ прорастания устойчивой к грибам кукурузы. Инокулят получают из культур F. graminearum, выращенных на агаре с добавлением маша (полученного с использованием жидкости после кипячения бобов маша) при световом цикле 12 ч света и 12 ч темноты при 25 С. Споры собирают после первой промывки планшета стерильной водой с последующим соскабливанием планшета стеклянной палочкой. Раствор собирают и в день инокуляции концентрацию спор доводят до 1 х 106 спор/мл с помощью дважды дистиллированной стерильной воды. Почву, состоящую из стерилизованной смеси почвы, торфа и вермикулита, инокулируют из расчета 1 мл раствора спор/л почвы в 5-литровых ящиках для выгонки рассады и зараженную почву перед внесением перемешивают в смесители для цемента в течение 2 мин. В контрольные образцы вносят незараженную почву. В ящики для выгонки рассады высевают по 30 зерен каждой из трансгенной линии семян по изобретению или контроля дикого типа и инкубируют в вегетационных камерах, поддерживая температуру на уровне 55 F в полунасыщенной почве в течение 4 недель. В течение 14 дней после посадки растения выдерживают все 24 ч в темноте, а в течение 15-24 дней после посадки - при световом цикле 12 ч света, 12 ч темноты. Ящики для выгонки рассады помечают колышками, вносят в климатическую камеру и размещают случайным образом. Подсчет растений начинают сразу после их появления и проводят ежедневно или через день до тех пор, пока не перестанут появляться новые растения. Визуально оценивают симптомы изменения цвета и увядания взошедшей рассады и используют их для характеристики уровня устойчивости растений по сравнению с контролями дикого типа. Отбирают растения, которые при визуальной оценке отличаются меньшим изменением цвета и/или увядания взошедшей рассады по сравнению с контролем дикого типа. Пример 9. Анализ устойчивости к грибам. А. Тестирование трансгенных растений пшеницы. Возбудителем гиббереллеза или парши пшеницы является Fusarium graminearum (телеморф: Gibberella zeae). Культуры F. graminearum выращивают на агаровой среде V-8 (приготовленной с добавлением сока V-8) или на агаре с добавлением маша (полученного с использованием жидкости после кипячения бобов маша) при световом цикле 12 ч света и 12 ч темноты при 25 С. Споры собирают после первой промывки планшета стерильной водой с последующим соскабливанием планшета стеклянной палочкой. Раствор собирают и в день инокуляции концентрацию спор доводят до 5 х 104 спор/мл с помощью дважды дистиллированной стерильной воды. Трансгенные растения, полученные согласно методике, описанной выше в примере 2, и контрольные растения могут выращиваться в теплице доцветения или образования метелок. Метелки инокулируют путем инъекции примерно 20 мкл (примерно 1000 спор) инокулята между нижней цветковой чешуей и верхней цветковой чешуей одного цветка, расположенного примерно в середине каждой метелки. Часть метелок оставляют незараженными или их инокулируют стерильной водой и используют в качестве контролей. Затем растения переносят в вегетационную камеру и инкубируют при высокой влажности вплоть до 21 дня или растения сначала инкубируют в увлажняющей камере в течение 72 ч при температуре 65-70F и затем инкубируют в теплице в течение еще 18 дней. Трансгенные растения по изобретению и контрольные растения также могут быть выращены в полевых условиях, при этом метелки инокулируют опрыскиванием. Проявление болезни оценивают, подсчитывая количество симптоматических и асимптоматических колосков на каждой инокулированной метелке с использованием репрезентативного количества трансгенных метелок и метелок контроля дикого типа, и на основе этих данных рассчитывают процент симптоматических колосков в каждой метелке. Симптомы включают преждевременное этиолирование по сравнению с контрольными растениями и в некоторых случаях некроз колосков. Отбирают растения, у которых обнаружено меньшее количество симптоматических колосков по сравнению с контролем дикого типа. Установлено, что когда трансгенные и контрольные растения инкубируют в теплице, как описано выше, то у шести различных трансгенных растений, которые по данным анализа методом Саузернблоттинга несут различное число копий SEQ ID NO:1 и различные количества инсерционных сайтов,средний процент симптоматических колосков на метелку находится в диапазоне от 10,40 до 31,20% по- 20006737 сравнению с 44,75% в контроле дикого типа. Ферментативная активность этих же трансгенных растений,оцененная согласно методу, описанному выше в примере 6, составляет от 0,874 до 29,1 нмоль/мкг/15 мин. Б. Тестирование трансгенных растений кукурузы. Оценка сухой гнили початков кукурузы. Сухая гниль початков кукурузы вызывается Fusarium graminearum (телеморф: Gibberella zeae). Культуры F. graminearum выращивают на агаровой среде V-8 (приготовленной с добавлением сока V-8) при световом цикле 12 ч света и 12 ч темноты при 25 С. Споры собирают после первой промывки планшета стерильной водой с последующим соскабливанием планшета стеклянной палочкой. Раствор собирают и в день инокуляции концентрацию спор доводят до 5 х 105 спор/мл с помощью дважды дистиллированной стерильной воды. Трансгенные растения и контрольные растения выращивают в теплице или в полевых условиях. При выращивании в теплице трансгенные и контрольные растения выдерживают в теплице до появления пестичных столбиков (шелка) и в течение 4-7 дней после их появления, затем в канал пестичных столбиков вносят 2 мл суспензии спор (внутрь полости листовой обертки и выше стержня початка). Это осуществляют с помощью гиподермальной иглы из нержавеющей стали 18-ого размера, присоединенной к крупному шприцу. Помимо инокуляции канала пестичных столбиков для оценки устойчивости к болезни также применяют метод инокуляции зерен. Инокуляция зерен включает введение суспензии спор (примерно 0,4 мл) в группу из 4 зерен с помощью множественных инъекций с использованием иглы 18 размера, присоединенной к шприцу. Симптомы болезни оценивают визуальным осмотром початков, собранных через 5-7 недель после инокуляции, выявляя заметно пораженные зерна. Для оценки симптомов болезни початков в листовой обертке используется следующая балльная система,основанная на визуальном выявлении процента зерен в початке с видимыми признаками поражения: 1 балл соответствует 0%; 2 балла соответствует 1-3%; 3 балла соответствует 4-10%; 4 балла соответствует 11-25%; 5 баллов соответствует 26-50%; 6 баллов соответствует 51-75%; 7 баллов соответствует 76100%. Отбирают растения кукурузы, у которых процент зерен с видимыми признаками поражения ниже,чем в контроле дикого типа. Пример 10. Оценка загрязнения микотоксином. Образцы для анализа концентрации микотоксина получают следующим образом. С трансгенных растений по изобретению получают семена, взвешивают и объединяют. Если проводят анализ семян пшеницы, то семена пшеницы получают из метелок одних и тех же трансгенных растений по изобретению и взвешивают и объединяют. Если проводят анализ трансгенной кукурузы, то початки кукурузы сушат с целью снижения уровня влажности, початки вручную шелушат и зерна из початков одних и тех же трансгенных растений взвешивают и объединяют. Каждый из образцов семян или зерен тщательно перемешивают для того, чтобы обеспечить случайное распределение семян. Образец семян или зерен массой 50 г растирают в мельнице (например с использованием центрифужной мельницы Retsch ultra типа ZM1, фирма BrinkmanInstruments Inc., Рекдал, Онтарио, мельницы типа Romer Series II, Юнион,штат Миссури, США), получая тонкоизмельченный порошок. Затем определяют концентрацию представляющего интерес микотоксина, такого как DON, с помощью имеющихся в продаже тестов, таких какDONtest TAG mycotoxin testing system (VICAM, LP, 313 Pleasant Street, Ватертаун, штат Миннесота,02472), или осуществляя анализ в имеющихся на рынке компаниях (например Romer Labs, Inc, Юнион,Миссури, США или Trilogy Analytical Laboratory, Inc., Бьюфорд, штат Миссури, США). Во всех аспектах анализа следуют инструкциям производителя. Для системы анализа микотоксина DONtest TAG конечное определение DON осуществляют флуорометрически. Отбирают растения, продуцирующие семена или зерна с более низким содержанием микотоксина, такого как DON, по сравнению с контролем дикого типа. Пример 11. Применение полинуклеотида, имеющего последовательность, представленную в SEQAshbya gossypi трансформируют с помощью стандартных методов трансформации грибов с использованием конструкции ДНК, включающей полинуклеотид, последовательность которого представлена вSEQ ID NO:1, функционально связанный с промотором галактозидазы. Трансформированные клетки выращивают в среде, содержащей DAS в концентрациях от 1,56 нг/мл до 196 пг/мл, а нетрансформированные клетки гриба дикого типа выращивают без добавления DAS. Б. Селектируемый маркер в растительных клетках. Семена, полученные с растений Arabidopsis, трансформированных согласно методике, описанной выше в примере 3, но еще не подвергавшиеся отбору, высаживают в 0,1%-ную агарозную среду, содержащую 0, 5 или 10 мкг/мл DAS. После инкубации в фитотроне при 22 С при световом цикле 16 ч света и 8 ч темноты в течение 2 недель из планшетов с добавлением DAS пересаживают наиболее крупные растения без признаков угнетения и соответствующее количество растений пересаживают из контрольного планшета. Ферментативную активность в листьях растений Arabidopsis, пересаженных из планшета с концентрацией DAS 5 мкг/мл, оценивают после 2-недельного периода роста, при этом установлено, что 11 из 11- 21006737 растений без признаков угнетения обладали ферментативной активностью, при оценке методом, описанным в примере 6, в то время как 9 из 10 растений, которых не подвергали отбору с помощью DAS, проявили отрицательную активность при таком же анализе. Ферментативная активность, обнаруженная у одного из не подвергавшихся отбору растений, была существенно ниже по сравнению с любым из проанализированных растений, подвергавшихся селекции с помощью DAS. Приведенные выше варианты осуществления даны с целью иллюстрации. Как должно быть очевидно специалисту в данной области в описание изобретения могут быть внесены многочисленные вариации. Подразумевается, что все такие очевидные и поддающиеся предвидению вариации включены в объем приведенной ниже формулы изобретения. Перечень последовательностей
МПК / Метки
МПК: C12N 15/63, C12N 15/29, C12N 5/04, C12N 15/82, A01H 5/00, C12N 15/54, C12N 9/10
Метки: трихоцену, устойчивые, растения, получения, микотоксину, способы
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/30-6737-rasteniya-ustojjchivye-k-mikotoksinu-trihocenu-i-sposoby-ih-polucheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Растения, устойчивые к микотоксину трихоцену, и способы их получения</a>
Предыдущий патент: Обувная подошва с убирающимися препятствующими скольжению средствами
Следующий патент: Со-ингибиторы для получения очищенного насыщенного солевого раствора
Случайный патент: Катехоламиновые производные, полезные для лечения болезни паркинсона