Transformation and segregation of GFP fluorescence and glyphosate resistance in horseweed (Conyza canadensis) hybrids.
Plant Cell Rep · 2007 · 26:303-11 · PMID 17024451 · 등급6 세포·모델 in vitro · 농업과 정책 > 저항성 잡초 · 식물 · 직업 · 제형(GBH)
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본 연구의 목적은 글리포세이트 저항성을 분리하는 개화초(horseweed) 육종 집단을 생성하는 것이었다. 글리포세이트 저항성(GR) 및 글리포세이트 감수성(GS) 개화초 하이브리드 간 선별 마커를 만들기 위해, 서부 테네시주산 GR 개화초 계통에 녹색 형광 단백질(GFP) 유전자 변환체를 도입하였다. GFP 마커는 육안 관찰을 통해 GR 하이브리드 식물을 간단하고 정확하게 판별할 수 있게 하였다. GR 식물은 자외선 하에서 녹색 형광을 나타내어 형질전환체임을 보여주었으며, 현장 사용량인 글리포세이트 0.84 kg 산가 당 ha$^{-1}$의 살포 시 글리포세이트에 저항성을 보였다 (즉, 라운드업). GFP를 포함하는 GR 식물에서 어린 묘목을 이용한 글리포세이트 저항성 시험관 내 선별법이 개발되었으며, 5 $\mu$M 글리포세이트 농도는 GS 묘목의 건조 중량을 감소시켰으나 GR 묘목에서는 그렇지 않았다. 이후 GFP를 포함하는 GR 식물은 온실 조건에서 동부 테네시주산 GS 식물과 수작(hand-crossed)되었으며, 이때 GS 식물이 꽃가루 수용체 역할을 하였다. 생성된 종자는 수집되어 GFP 형광 선별을 위해 발아시켰다. 형질전환 GFP 표현형을 나타내는 묘목들이 GR 및 GS 개화초 간의 F(1) 하이브리드로 선택되었다. GR 식물의 녹색 형광 GFP 표현형을 기반으로 30개의 GSxGR 하이브리드가 생산되었다. GSxGFP/GR F(1) 하이브리드로부터 F(2) 종자가 생성되었고, F(2) 식물은 GFP 형광과 글리포세이트 저항성이 독립적으로 분리되는 것이 관찰되었다. 두 형질 모두 멘델의 3:1 비율로 분리되어 각 표현형에 대해 단일 유전자가 책임지고 있음을 시사하였다.ORIGINAL ABSTRACT
The goal of this research was to generate a breeding population of horseweed segregating for glyphosate resistance. In order to generate a marker to select between hybrids of glyphosate resistant (GR) and glyphosate susceptible (GS) horseweed, a GR horseweed accession from western Tennessee was transformed with a green fluorescent protein (GFP) transgene. The GFP marker allowed for the simple and accurate determination of GR hybrid plants by visual observation. GR plants were shown to be transgenic via the green fluorescence under UV light, and resistant to glyphosate when sprayed with the field-use-rate 0.84 kg acid equivalent ha(-1) of glyphosate (i.e. Roundup) herbicide. An in vitro screen for glyphosate resistance in seedlings was developed, and a 5 microM glyphosate concentration was found to reduce dry weight in GS seedlings but not in GR seedlings. The GR plants containing GFP were then hand-crossed with GS plants from eastern Tennessee under greenhouse conditions, with GS plants acting as the pollen acceptor. Resulting seed was collected and germinated for GFP fluorescence screening. Seedlings that exhibited the transgenic GFP phenotype were selected as F(1) hybrids between GR and GS horseweed. Thirty GSxGR hybrids were produced on the basis of a green-fluorescent GFP phenotype of GR plants. GSxGFP/GR F(1) hybrids produced F(2) seeds, and F(2) plants were shown to segregate for GFP fluorescence and glyphosate resistance independently. Both traits segregated at a Mendelian 3:1 ratio, indicating a single gene is responsible for each phenotype.| 저자 | Halfhill, M. D.; Good, L. L.; Basu, C.; Burris, J.; Main, C. L.; Mueller, T. C.; Stewart, C. N. |
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| 저널 | Plant cell reports |
| 권·호·쪽 | 26(3), 303-11 |
| PMID | 17024451 |
| DOI | 10.1007/s00299-006-0219-1 |
| MeSH | Conyza; Genetic Markers; Glycine; Green Fluorescent Proteins; Herbicide Resistance; Herbicides; Hybridization, Genetic; Plants, Genetically Modified; Glyphosate |