Glyphosate resistance and no fitness cost in backcross offspring of wild soybean and transgenic soybean with epsps gene.
BMC Plant Biol · 2024 · 24:849 · PMID 39256665 · 등급8 기타 원저 · 물질과 작용기전 > EPSPS·시킴산 경로 · 식물 · 환경
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배경: 유전자 변형 콩의 상업적 이용은 상당한 경제적 이점을 가져왔다. 그럼에도 불구하고, 야생 콩으로의 유전적 표류는 해결해야 할 주요 생태학적 위험 중 하나이다. 이전 실험에서는 형질전환 콩 GTS40-3-2와 정저우 야생 콩 간의 교배를 통해 얻은 잡종 자손에서 적합도 비용이나 개화 중첩이 없음을 보여주었다. 본 연구에서는 잡종 자손을 야생 콩과 체계적으로 교배하여 역교배 자손 시스템을 확립하였다. 이 시스템은 형질전환 및 야생 콩의 역교배 자손과 관련된 생태학적 위험을 평가하는 데 사용되었다. 결과: 연구 결과에 따르면, 역교배 자손에서 글리포세이트 내성이 나타났다. 또한, 역교배 자손에서의 외래 단백질 발현은 형질전환 콩보다 현저히 낮았으며, 잡종 자손과 비교했을 때 유의미한 차이가 없었다. 발아율, 지상부 생물량, 개당 꼬투리 수, 개당 완전 종자 수 및 100립 중량과 같은 매개변수들은 역교배 자손의 음성 계통과 양성 계통 간에 유의미한 차이를 보이지 않았으며, 야생 콩과 비교하여 적합도 비용은 확인되지 않았다. 이러한 결과는 외래 유전자가 다른 야생 콩 내에서 전파될 잠재력이 있음을 시사하며, 지속적인 주의가 필요함을 보여준다. 결론: 유전자 변형 콩의 광범위한 채택은 의심할 여지 없이 상당한 경제적 이득을 가져왔다. 그러나 본 연구 결과는 야생 콩으로의 유전적 표류로 인해 발생하는 생태학적 위험을 다루는 것의 중요성을 강조한다. 본 연구에서 확립된 역교배 자손 시스템은 외래 유전자가 야생 콩 개체군으로 전파될 잠재력이 지속적인 관심과 완화 전략을 필요로 함을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
BACKGROUND: The commercial utilization of genetically modified soybeans has yielded substantial economic advantages. Nevertheless, the genetic drift towards wild soybeans is one of the main ecological risks that needs to be addressed. Previous experiments demonstrated the absence of fitness cost or florescence overlap in hybrid offspring resulting from the crossbreeding of transgenic soybean GTS40-3-2 and Zhengzhou wild soybeans. In this study, hybrid progeny was systematically crossed with wild soybeans to establish a backcross progeny system. This system was employed to evaluate the ecological risk associated with the backcross progeny of transgenic and wild soybeans. RESULTS: The findings indicated that the offspring from the backcross exhibited glyphosate tolerance. Furthermore, the expression of foreign proteins in the backcross offspring was notably lower than in the transgenic soybean, and there was no significant difference when compared to the hybrid progeny. Parameters such as germination rate, aboveground biomass, pods per plant, full seeds per plant, and 100-grain weight exhibited no significant differences between the negative and positive lines of the backcross progenies, and no fitness cost was identified in comparison to wild soybeans. These results underscore the potential for foreign genes to propagate within other wild soybeans, which requires continuous attention. CONCLUSIONS: The widespread adoption of genetically modified soybeans has undeniably led to substantial economic gains. However, the research findings emphasize the critical importance of addressing the ecological risks posed by genetic drift towards wild soybeans. The backcross progeny system established in this study indicates that the potential for foreign gene dissemination to wild soybean populations warrants continued attention and mitigation strategies.| 저자 | Liu, L.; Zhang, L.; Fang, Z.; Shen, W.; Yin, X.; Ren, Z.; Yu, Q.; Liang, J.; Liu, B. |
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| 저널 | BMC plant biology |
| 권·호·쪽 | 24(1), 849 |
| PMID | 39256665 |
| DOI | 10.1016/S2095-3119(19)62662-6 |
| MeSH | 3-Phosphoshikimate 1-Carboxyvinyltransferase; Genetic Fitness; Glycine; Glycine max; Glyphosate; Herbicide Resistance; Herbicides; Plants, Genetically Modified |