Glyphosate selected amplification of the 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase gene in cultured carrot cells.
Mol Gen Genet · 1992 · 232:377-82 · PMID 1375313 · 등급6 세포·모델 원저 · 물질과 작용기전 > EPSPS·시킴산 경로 · 세포
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초록 전문 번역 · gemma4:e4b
CAR와 C1은 서로 다른 유전형의 당근(Daucus carota L.) 현탁 배양액으로, 제초제 글리포세이트[(N-phosphonomethyl)glycine]에 대한 내성 선별 과정을 거쳤다. 표적 효소인 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS)의 특이 활성은 물론, 구조 유전자의 mRNA 수준과 복제수도 글리포세이트 선별 단계가 진행됨에 따라 증가하였다. 따라서 글리포세이트 내성은 EPSPS 유전자의 단계적 증폭에 기인한다. 증폭 과정 중 CAR 세포주에서는 EPSPS 유전자 내 DNA 재배열이 일어나지 않았으나, C1 세포주의 경우 28 mM에서 35 mM의 글리포세이트 선별 단계에서 발생하였다. 이는 EcoRI 제한효소 처리 후 분리된 선택된 세포 DNA에 대한 Southern 혼성화 분석을 통해 확인되었다. 이전에 글리포세이트 내성을 가진 세포주(PR)에서 유래하였으며, EPSPS 유전자 증폭을 거쳤으나 각각 2년과 5년간 글리포세이트가 없는 배지에서 유지된 두 세포주는 증가했던 EPSPS 활성의 각각 36%와 100%를 상실하였다. 이들 계주의 Southern 블롯 분석은 선택 과정이 없을 때 증폭된 DNA가 비교적 안정적임을 확인시켜 주었다. 본 연구들은 글리포세이트 내성을 위한 단계적 선별이 재현성 있게 EPSPS 유전자의 단계적 증폭을 유도함을 보여준다. 이러한 증폭의 상대적 안정성은 증폭된 유전자들이 염색체 외 DNA가 아님을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
CAR and C1, two carrot (Daucus carota L.) suspension cultures of different genotypes, were subjected to stepwise selection for tolerance to the herbicide glyphosate [(N-phosphonomethyl)glycine]. The specific activity of the target enzyme, 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), as well as the mRNA level and copy number of the structural gene increased with each glyphosate selection step. Therefore, the tolerance to glyphosate is due to stepwise amplification of the EPSPS genes. During the amplification process, DNA rearrangement did not occur within the EPSPS gene of the CAR cell line but did occur during the selection step from 28 to 35 mM glyphosate for the C1 cell line, as determined by Southern hybridization of selected cell DNA following EcoRI restriction endonuclease digestion. Two cell lines derived from a previously selected glyphosate-tolerant cell line (PR), which also had undergone EPSPS gene amplification but have been maintained in glyphosate-free medium for 2 and 5 years, have lost 36 and 100% of the increased EPSPS activity, respectively. Southern blot analysis of these lines confirms that the amplified DNA is relatively stable in the absence of selection. These studies demonstrate that stepwise selection for glyphosate resistance reproducibly produces stepwise amplification of the EPSPS genes. The relative stability of this amplification indicates that the amplified genes are not extrachromosomal.| 저자 | Shyr, Y. Y.; Hepburn, A. G.; Widholm, J. M. |
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| 저널 | Molecular & general genetics : MGG |
| 권·호·쪽 | 232(3), 377-82 |
| PMID | 1375313 |
| DOI | 10.1007/BF00266240 |
| MeSH | 3-Phosphoshikimate 1-Carboxyvinyltransferase; Alkyl and Aryl Transferases; Blotting, Northern; Blotting, Southern; Cells, Cultured; DNA; Enzyme Stability; Gene Amplification; Genes; Glycine; Herbicides; Kinetics; Molecular Weight; Plants; RNA; RNA, Messenger; Transferases; Glyphosate |