We have developed a repressible seed-lethal (SL) system aimed at reducing the probability of transgene introgression into a population of sexually compatible plants. To evaluate the potential of this method, tobacco plants were transformed with an SL construct comprising gene 1 and gene 2 from Agrobacterium tumefaciens whereby gene 1 was controlled by the seed-specific phaseolin promoter modified to contain a binding site for the Escherichia coli TET repressor (R). The expression of this construct allows normal plant and seed development but inhibits seed germination. Plants containing the SL construct were crossed with plants containing the tet R gene to derive plant lines where the expression of the SL construct is repressed. Plant lines that contained both constructs allowed normal seed formation and germination, whereas seeds in which the SL construct was separated from the R gene through segregation did not germinate. The requirements of such a method to efficiently control the flow of novel traits among sexually compatible plants are discussed.
Titre de l'article
Contrôle de la germination des graines dans des plantes transgéniques sur la base de la ségrégation du système génétique à deux composants
Contrôle de la germination des graines dans des plantes transgéniques sur la base de la ségrégation du système génétique à deux composants
Introduction à l'article
Dans cet article, les auteurs ont mis au point une construction de confinement de transgène. Cette construction repose sur un système "graine létale" articulé autour de 3 gènes clefs. Le gène tryptophan 2-monooxygenase (iaaM) dont l'expression est contrôle par un promoteur modifié de la phaséoline et le gène indole-3-acetamide hydrolase (iaaH) sont issus de la bactérie phytopathogène Agrobactérium tumefaciens et induisent une surproduction d'auxine dans la graine qui inhibe sa germination. Ces 2 gènes sont associés au transgène donné. Le 3ème gène code le répresseur TET dérivé de la bactérie Escherichia coli qui inhibe l'expression du gène iaaM en se fixant sur son promoteur. La mort de la graine transgénique repose sur la ségrégation des gènes létaux et du répresseur lors de la formation des gamètes. En utilisant comme modèle le tabac, cette étude analyse l'efficacité de cette construction sur la létalité des graines et sa pérennité au cours des générations.
Dans cet article, les auteurs ont mis au point une construction de confinement de transgène. Cette construction repose sur un système "graine létale" articulé autour de 3 gènes clefs. Le gène tryptophan 2-monooxygenase (iaaM) dont l'expression est contrôle par un promoteur modifié de la phaséoline et le gène indole-3-acetamide hydrolase (iaaH) sont issus de la bactérie phytopathogène Agrobactérium tumefaciens et induisent une surproduction d'auxine dans la graine qui inhibe sa germination. Ces 2 gènes sont associés au transgène donné. Le 3ème gène code le répresseur TET dérivé de la bactérie Escherichia coli qui inhibe l'expression du gène iaaM en se fixant sur son promoteur. La mort de la graine transgénique repose sur la ségrégation des gènes létaux et du répresseur lors de la formation des gamètes. En utilisant comme modèle le tabac, cette étude analyse l'efficacité de cette construction sur la létalité des graines et sa pérennité au cours des générations.
Expériences de l'article
L'expérience consiste à analyser la germination des graines des lignées P-TOP-SL et P-SL par autofécondation ou par croisement avec des variétés sauvages ou porteuses de la construction pTET1 (lignée R) codant le répresseur TET et conférant la protection contre le mécanisme de graine létale. Les lignées P-TOP-SL et P-SL ont été transformé avec les plasmides du même nom. Ces plasmides possèdent les gènes létaux iaaM et iaaH à la différence que le promoteur phaséoline est modifié pour accueillir 3 séquences de fixation du répresseur TET dans le plasmide P-TOP-SL.
La lignée P-TOP-SL comprend 53 plantes et 10 plantes pour la lignée P-SL. Chaque plante a un développement et une production de graine normale.
L'analyse de la germination des graines dans les 2 lignées ( 88 graines par croisement) sont analysé après 4 semaine dans un milieu Murashige and Skoog avec présence ou non de kanamycine.
L'expérience consiste à analyser la germination des graines des lignées P-TOP-SL et P-SL par autofécondation ou par croisement avec des variétés sauvages ou porteuses de la construction pTET1 (lignée R) codant le répresseur TET et conférant la protection contre le mécanisme de graine létale. Les lignées P-TOP-SL et P-SL ont été transformé avec les plasmides du même nom. Ces plasmides possèdent les gènes létaux iaaM et iaaH à la différence que le promoteur phaséoline est modifié pour accueillir 3 séquences de fixation du répresseur TET dans le plasmide P-TOP-SL.
La lignée P-TOP-SL comprend 53 plantes et 10 plantes pour la lignée P-SL. Chaque plante a un développement et une production de graine normale.
L'analyse de la germination des graines dans les 2 lignées ( 88 graines par croisement) sont analysé après 4 semaine dans un milieu Murashige and Skoog avec présence ou non de kanamycine.
Résultats de l'article
Sur les 33 plantes P-TOP-SL croisées avec la lignée R, 21 croisements ont produit des plantes avec un génotype SL/R et un développement normal, ce qui signifie que le phénotype SL a été inhibé. Les 16 plantes restantes ont produit des plantes aux génotypes R/R uniquement. L'analyse PCR sur la génération F1 a montré que 40% des germinations normales avaient un génotype SL/R, 60% un génotype R/R et 0% un génotype SL/SL.
Les 21 lignées ayant produites les génotypes SL/R sont soit auto-fécondées (self) ou croisées (backcross) avec des plantes sauvages.
L'analyse PCR a montré dans la génération F2 totale (self + backcross) que 29% avait un génotype SL/R, 71% un génotype R/R et 0,4% un génotype SL/SL pour une germination normale. Ce résultat peut être expliqué par une inactivation de la construction graine létale.
Concernant les lignées P-SL, sur les 9 plantes croisées avec la lignée R, toutes ont produit un phénotype SL. Un seul cas de germination a été compté avec un génotype SL/R.
Sur les 33 plantes P-TOP-SL croisées avec la lignée R, 21 croisements ont produit des plantes avec un génotype SL/R et un développement normal, ce qui signifie que le phénotype SL a été inhibé. Les 16 plantes restantes ont produit des plantes aux génotypes R/R uniquement. L'analyse PCR sur la génération F1 a montré que 40% des germinations normales avaient un génotype SL/R, 60% un génotype R/R et 0% un génotype SL/SL.
Les 21 lignées ayant produites les génotypes SL/R sont soit auto-fécondées (self) ou croisées (backcross) avec des plantes sauvages.
L'analyse PCR a montré dans la génération F2 totale (self + backcross) que 29% avait un génotype SL/R, 71% un génotype R/R et 0,4% un génotype SL/SL pour une germination normale. Ce résultat peut être expliqué par une inactivation de la construction graine létale.
Concernant les lignées P-SL, sur les 9 plantes croisées avec la lignée R, toutes ont produit un phénotype SL. Un seul cas de germination a été compté avec un génotype SL/R.
Rigueur de l'article
Il y a certain points d'ombres dans l'article. Tout d'abord le fond génétique des 53 plantes P-TOP-SL ne sont pas identiques. Certaines plantes ont acquis entre 1 à 4 fois la construction SL. Les auteurs sont toutefois conscient de ce problème et en font part dans la discussion. Deuxièmement, pourquoi les auteurs n'utilisent que 37 plantes sur les 53 plantes produites et quelles sont leurs critères de sélections ?
Enfin il aurait été plus visuel d'évaluer l'efficacité d'une construction en comparant le pourcentage de graines germées par rapport aux nombres de graines non germées pour un génotype donné plutôt que de comparer la proportion de génotype au sein des graines ayant germées.
Il y a certain points d'ombres dans l'article. Tout d'abord le fond génétique des 53 plantes P-TOP-SL ne sont pas identiques. Certaines plantes ont acquis entre 1 à 4 fois la construction SL. Les auteurs sont toutefois conscient de ce problème et en font part dans la discussion. Deuxièmement, pourquoi les auteurs n'utilisent que 37 plantes sur les 53 plantes produites et quelles sont leurs critères de sélections ?
Enfin il aurait été plus visuel d'évaluer l'efficacité d'une construction en comparant le pourcentage de graines germées par rapport aux nombres de graines non germées pour un génotype donné plutôt que de comparer la proportion de génotype au sein des graines ayant germées.
Ce que cet article apporte au débat
Cet article présente la stratégie de ségrégation du système à 2 composantes. Les auteurs ont montré une efficacité relative de leurs constructions sur 2 générations. De plus le promoteur phaséoline modifié est capable de prévenir le phénotype SL lorsque associé au répresseur TET dans la grande majorité des cas et assure la spécificité d'action des gènes létaux dans la graine uniquement.
Cet article présente la stratégie de ségrégation du système à 2 composantes. Les auteurs ont montré une efficacité relative de leurs constructions sur 2 générations. De plus le promoteur phaséoline modifié est capable de prévenir le phénotype SL lorsque associé au répresseur TET dans la grande majorité des cas et assure la spécificité d'action des gènes létaux dans la graine uniquement.
Remarques sur l'article
Les auteurs restent conscients de certain défauts de leurs papiers et ont un certain recul sur leurs résultats.
Les auteurs restent conscients de certain défauts de leurs papiers et ont un certain recul sur leurs résultats.
Dernière modification il y a plus de 9 ans.