Beyond traditional GMOs: a comprehensive approach to identify unknown cisgenic rice events.
New Phytol · 2026 · 250:422-435 · PMID 41603123 · 등급8 기타 분석법개발 · 농업과 정책 > GM 작물 · 식물
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본 연구에서는 유전자 변형 제초제 저항성 품종에 대한 규제 승인이 없는 논밭에서 발견된 비인가 글리포세이트 내성 벼 식물들을 조사하였다. 이례적인 제초제 내성 표현형은 잠재적인 비인가 유전자 변형을 시사하였으며, 이에 포괄적인 분자 특성화가 필요했다. 본 연구에서는 통합 분석 접근법을 사용하였다: 형질전환 요소에 대한 PCR 선별, 복제수 결정のための 정량적 중합효소 연쇄 반응(qPCR), Illumina 전장 유전체 염기서열 분석, 그리고 PacBio 장독 염기서열 분석을 수행하였다. 생물정보학적 분석을 통해 통합 부위와 삽입 구조를 확인하였다. 국제 규제 표준에 따라 유전자 특이적 및 사건 특이적 검출 분석법을 개발하였다. 우리는 글리포세이트 내성을 부여하는 변이된 벼 OsEPSPS 유전자의 4~9개 반복 복사본을 포함하는 여섯 개의 독립적인 근내(cisgenic) 벼 사건들을 확인하였다. 각 사건은 고유한 염색체 통합 부위, 뚜렷한 측면 서열, 그리고 복잡한 반복 서열 구조를 나타냈다. 이러한 돌연변이는 자연 벼 유전자원 데이터베이스(3K RG)에서 부재하여 의도적인 유전자 변형임을 확인하였다. 개발된 검출 분석법은 0.05–0.1%의 검출 한계에 도달하여 국제 성능 표준을 충족하였다. 본 연구는 근내 산물을 탐지하지 못하는 현재의 유전자 변형 생물체 모니터링 시스템의 중대한 공백을 보여준다. 우리의 발견은 비인가 근내 작물이 기존 규제 감독망을 회피할 수 있음을 입증하며, 과정 기반 프레임워크 하에서의 생물안전 관리 및 국제 무역에 도전한다. 본 연구는 요소 기반 검출에서 포괄적인 유전체 접근법으로의 전환이 시급함을 강조하며, 새로운 육종 기술 산물을 탐지하고 규제 감독을 유지하기 위한 필수적인 방법론을 제공한다.ORIGINAL ABSTRACT
We investigated unauthorized glyphosate-tolerant rice plants from fields where no genetically modified herbicide-resistant varieties have regulatory approval. The unusual herbicide tolerance phenotype suggested potential unauthorized genetic modification, necessitating comprehensive molecular characterization. We employed integrated analytical approaches: PCR screening for transgenic elements, quantitative polymerase chain reaction for copy number determination, Illumina whole-genome sequencing, and PacBio long-read sequencing. Bioinformatic analysis identified integration sites and insertion structures. Gene-specific and event-specific detection assays were developed following international regulatory standards. We identified six independent cisgenic rice events, each containing 4-9 tandem copies of a mutated rice OsEPSPS gene conferring glyphosate tolerance. Each event exhibited unique chromosomal integration sites, distinct flanking sequences, and complex tandem repeat structures. The mutations were absent from natural rice germplasm databases (3K RG), confirming intentional genetic modification. Detection assays achieved 0.05-0.1% limits of detection, meeting international performance standards. This study reveals critical gaps in current genetically modified organism monitoring systems that fail to detect cisgenic products. Our findings demonstrate that unauthorized cisgenic crops can evade conventional regulatory oversight, challenging biosafety management and international trade under process-based frameworks. This work underscores the urgent need to transition from element-based detection to comprehensive genomic approaches, providing essential methodologies for detecting new breeding technique products and maintaining regulatory oversight.| 저자 | Lu, S.; Xie, J.; Wang, F.; Yuan, Z.; Li, J.; Yang, L. |
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| 저널 | The New phytologist |
| 권·호·쪽 | 250(1), 422-435 |
| PMID | 41603123 |
| DOI | 10.1111/nph.70942 |
| MeSH | Oryza; Plants, Genetically Modified; Genes, Plant; Genome, Plant; Glycine; Glyphosate; Mutation; Herbicide Resistance |