Cisgen byg med bedre fosfatudnyttelse (resumé fra ... - LandbrugsInfo
Cisgen byg med bedre fosfatudnyttelse (resumé fra ... - LandbrugsInfo
Cisgen byg med bedre fosfatudnyttelse (resumé fra ... - LandbrugsInfo
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
E9<br />
2. <strong>Cisgen</strong>ese - en ny måde til at overføre gener på<br />
<strong>Cisgen</strong> <strong>byg</strong> <strong>med</strong> <strong>bedre</strong> <strong>fosfatudnyttelse</strong><br />
<strong>Cisgen</strong>e <strong>byg</strong>planter, som har fået indsat et ekstra <strong>byg</strong>fytasegen, viser 2,7 gange højere fytaseaktivitet<br />
sammenlignet <strong>med</strong> ikke-transformerede planter.<br />
<strong>Cisgen</strong>ese giver mulighed for<br />
at forstærke særlige egenskaber<br />
hos en plante ved indsættelse<br />
af ekstra eksemplarer af<br />
det eller de gener, som styrer<br />
en egenskab. Vi har gensplejset<br />
<strong>byg</strong> <strong>med</strong> en ekstra kopi af et<br />
<strong>byg</strong>fytasegen for at hæve fytaseaktiviteten<br />
i kernerne. Formålet<br />
130<br />
Seniorforsker Inger Bæksted Holme<br />
Aarhus Universitet<br />
Institut for Molekylærbiologi og Genetik<br />
inger.holme@agrsci.dk<br />
har været at udvikle cisgen <strong>byg</strong>,<br />
som kan bidrage til forbedring af<br />
<strong>fosfatudnyttelse</strong>n i foder til enmavede<br />
dyr så som svin og kyllinger.<br />
Størstedelen (70-80%) af<br />
kornarternes fosfat i kernerne er<br />
bundet i fytinsyre. Dette fosfat<br />
kan frigives enzymatisk af fytaser,<br />
men fytaseaktiviteten i <strong>byg</strong>-<br />
Figur 1. Fytaseaktivitet i formalede kerner <strong>fra</strong> 23 transformanter. FTU: fytaseenheder. Den<br />
første kolonne viser fytaseaktiviteten i en ikke-transformeret plante.<br />
■ Planter, der indeholder rester af vektorstrukturen. ■ Planter uden rester af vektorstrukturen.<br />
planternes kerner er meget lav i<br />
de modne kerner. Kun omkring<br />
30% af fosfatindholdet i kernerne<br />
optages af dyrene, mens<br />
resten udskilles i afføringen og<br />
først frigøres, når husdyrgødningen<br />
spredes ud på markerne. Det<br />
frigjorte fosfat kan efterfølgende<br />
forurene vandmiljøet. Desuden<br />
må foderet tilsættes ekstra<br />
fosfat for at afhjælpe fosfatmangel<br />
hos dyrene, og dette øger<br />
forbruget af råfosfat, som er en<br />
ikke-vedvarende ressource.<br />
Metode<br />
Den genkopi, der indsættes i<br />
cisgene planter, skal indeholde<br />
genets egne promotor og terminator<br />
regioner. Projektet blev<br />
derfor indledt <strong>med</strong> at isolere det<br />
genomiske DNA af <strong>byg</strong>fytasegenet.<br />
Dette DNA blev herefter<br />
indsat i transformationsvektorer<br />
og anvendt til Agrobacterium<br />
transformation of <strong>byg</strong>. Transformerede<br />
planter blev identificeret<br />
ved hjælp af PCR. Herefter blev<br />
de transformerede planter undersøgt<br />
for fytaseaktivitet i kernerne.<br />
Ofte integreres foruden<br />
Se PowerPoint-show <strong>med</strong> indlæg på www.plantekongres.dk
Tabel 1. Udspaltning af fytasegenet og selektionsgenet (hygromycin resistens) i afkom <strong>fra</strong><br />
fem transformanter.<br />
interessegenet også et stykke<br />
af vektoren udenfor T-DNA regionen.<br />
Dette DNA stammer <strong>fra</strong><br />
bakterier og må derfor ikke være<br />
til stede i den cisgene plante.<br />
Alle transformanter blev derfor<br />
undersøgt for rester af vektorstrukturen,<br />
og transformanter,<br />
som indeholdt et stykke vektor,<br />
blev kasseret. Den færdige<br />
cisgene plante må heller ikke<br />
indeholde selektionsgener. Vi<br />
har fjernet selektionsgenerne<br />
<strong>fra</strong> transformanterne ved at anvende<br />
transformationsvektorer,<br />
hvor interessegenet og selektionsgenet<br />
er placeret indenfor<br />
selvstændige T-DNA’er. Derved<br />
er der en ret stor sandsynlighed<br />
for, at interessegenet og selektionsgenet<br />
bliver integreret på<br />
Se PowerPoint-show <strong>med</strong> indlæg på www.plantekongres.dk<br />
2. <strong>Cisgen</strong>ese - en ny måde til at overføre gener på<br />
Observeret udspaltning<br />
Transformanter Antal afkom H + F + a H + F- H-F + H-F- Plante 01 50 34 14 0 2<br />
Plante 02 29 28 0 0 1<br />
Plante 03 25 17 3 5 0<br />
Plante 05 40 24 9 5 2<br />
Plante 07 56 41 13 2 0<br />
a: F=fytase gen; H= hygromycin resistance gene.<br />
separate ikke-koblede steder i<br />
genomet, således at de to gener<br />
kan adskilles, når de udspalter<br />
i forskellige afkom i næste generation.<br />
Afkom, der kun indeholdt<br />
interessegenet, kunne derfor<br />
udvælges i den efterfølgende<br />
generation.<br />
Fytaseaktivitet i transformanter<br />
<strong>med</strong> intakt integration<br />
af fytasegenet<br />
Vi identificerede 23 transformanter,<br />
som viste integration af<br />
intakte fytasegenkopier (figur<br />
1). Fytaseaktiviteten i kernerne<br />
<strong>fra</strong> disse 23 planter var alle højere<br />
end i den ikke-transformerede<br />
kontrol, og forøgelsen varierende<br />
<strong>fra</strong> 1,2 til 6 gange. Tolv<br />
af planterne viste rester af vek-<br />
Figur 2. Fytaseaktivitet målt i formalede kerner <strong>fra</strong> (a) Plante 05 og (b) Plante 07 selektionsgen-frie<br />
planter. (1) fytaseaktivitet i kerner <strong>fra</strong> planter uden en ekstra fytasekopi (2) <strong>med</strong><br />
en ekstra fytasekopi i heterozygotisk tilstand (3) <strong>med</strong> en ekstra fytasekopi i homozygotisk<br />
tilstand.<br />
torstrukturen og blev kasserede<br />
(figur 1).<br />
Identifikation af transformanter<br />
som udspalter selektionsgen<br />
og fytasegen i<br />
forskellige afkom<br />
Afkom <strong>fra</strong> fem transformanter<br />
blev undersøgt for udspaltning<br />
mellem fytasegenet og selektionsgenet<br />
i den efterfølgende generation<br />
(tabel 1). Tre transformanter<br />
viste udspaltning af de<br />
to gener i forskelligt afkom. Udspaltningen<br />
af fytasegenet i to af<br />
disse transformanter (Plante 05<br />
og Plante 07) viste indsættelse<br />
af kun et ekstra fytasegen.<br />
Fytaseaktivitet i cisgene<br />
planter, der indeholder en<br />
ekstra kopi af fytasegenet<br />
i hetero- og homozygotisk<br />
tilstand<br />
Planter uden selektionsgener<br />
blev udvalgt <strong>fra</strong> Plante 05 og<br />
Plante 07 og opformeret. Planter<br />
<strong>med</strong> den ekstra fytasekopi i<br />
homozygotisk tilstand viste omkring<br />
2,7 gange forøget fytaseaktivitet<br />
(figur 2).<br />
Konklusion<br />
Vi har udviklet to cisgene <strong>byg</strong>linier<br />
<strong>med</strong> højere fytaseaktivitet<br />
i kernerne. Forøgelsen i fytaseaktiviteten<br />
svarer til den aktivitet<br />
(1500 FTU/kg mel), der normalt<br />
tilføres foder via mikrobiel<br />
fytase, og som hæver biotilgængeligheden<br />
af fosfat <strong>fra</strong> 30-60%.<br />
■<br />
131<br />
E9
Change language