Introgression of Herbicide-Resistant Gene from Genetically Modified Brassica napus L. to Brassica rapa through Backcrossing.
Plants (Basel) · 2024 · 13 · PMID 39458810 · 등급2 코호트·RCT 코호트연구 · 농업과 정책 > GM 작물
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초록 전문 번역 · gemma4:e4b
서로 다른 두 브라시카과(Brassicaceae) 종인 *Brassica rapa* ssp. pekinensis (암, AA, 2n = 2x = 20)와 유전자 변형된 *Brassica napus* (수, AACC, 2n = 4x = 38) 간의 종간 교잡을 수행하여 사배체에서 이배체 브라시카 종으로 제초제 내성 유전자의 전이를 연구하였다. 초기에는 네 가지 다른 GM *B. napus* 계통을 이용하여 수동 수분을 통해 *B. rapa*와 교잡하였다. F1 잡종 중, *B. rapa* (암) × GM *B. napus* (수) TG#39 계통 간의 교배가 14.7 ± 5.7로 가장 높은 기록된 교배 가능 지수를 보였다. 그러나 후속 역교배 자손(BC1, BC2 및 BC3)은 현저히 낮은 교배 가능 지수를 나타냈다. F1 식물체는 형태적 특성이 수컷 부모인 *B. napus*와 더 유사하게 나타났으며, 재귀 부모인 *B. rapa*와의 역교배 시 BC1 세대에서 뚜렷한 분리가 관찰되었다. BC2 및 BC3 세대에 이르러서는 자손이 안정화되었고, 양쪽 부모로부터의 형질이 다양한 정도로 발현되었다. 세포유전학적 분석 결과, 특히 역교배 자손에서 염색체 수가 상당히 감소하는 것이 밝혀졌다. BC1 식물은 일반적으로 21-25개의 염색체를 보였으며, BC2 자손은 21-22개의 염색체를 보였고, BC3 세대에서는 평균 20개 염색체로 안정성이 달성되었다. SSR 마커 분석은 연속적인 역교배를 거치면서 C 유전체 영역의 점진적 감소를 확인하였으며, 지속적으로 최소한의 C 유전체 특이 밴드를 유지하였다. C 유전체 특이 유전체 영역이 광범위하게 제거되었음에도 불구하고, 수컷 부모 *B. napus*로부터의 글리포세이트 내성 유전자가 BC3 자손으로 도입되었으며, 이는 글리포세이트 내성 유전자가 브라시카 식물의 A 염색체/유전체 영역에 위치하여 도입되었음을 시사한다.ORIGINAL ABSTRACT
Interspecific hybridization between two different Brassicaceae species, namely Brassica rapa ssp. pekinensis (♀) (AA, 2n = 2x = 20) and genetically modified Brassica napus (♂) (AACC, 2n = 4x = 38), was performed to study the transmission of a herbicide resistance gene from a tetraploid to a diploid Brassica species. Initially, four different GM B. napus lines were used for hybridization with B. rapa via hand pollination. Among the F1 hybrids, the cross involving the B. rapa (♀) × GM B. napus (♂) TG#39 line exhibited the highest recorded crossability index of 14.7 ± 5.7. However, subsequent backcross progenies (BC1, BC2, and BC3) displayed notably lower crossability indices. The F1 plants displayed morphological characteristics more aligned with the male parent B. napus, with significant segregation observed in the BC1 generation upon backcrossing with the recurrent parent B. rapa. By the BC2 and BC3 generations, the progeny stabilized, manifesting traits from both parents to varying degrees. Cytogenetic analysis revealed a substantial reduction in chromosome numbers, particularly in backcrossing progenies. BC1 plants typically exhibited 21-25 chromosomes, while BC2 progenies showed 21-22 chromosomes, and by the BC3 generation, stability was achieved with an average of 20 chromosomes. SSR marker analysis confirmed the progressive reduction of C-genome regions, retaining minimal C-genome-specific bands throughout successive backcrossing. Despite the extensive elimination of C-genome-specific genomic regions, the glyphosate resistance gene from the male parent B. napus was introgressed into BC3 progenies, suggesting that the glyphosate resistance gene located and introgressed in A-chromosome/genome regions of the Brassica plants.| 저자 | Pandian, S.; Ban, Y. S.; Shin, E. K.; Thamilarasan, S. K.; Muthusamy, M.; Oh, Y. J.; An, H. K.; Sohn, S. I. |
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| 저널 | Plants (Basel, Switzerland) |
| 권·호·쪽 | 13(20) |
| PMID | 39458810 |
| DOI | 10.1093/nar/gkz357 |