This study examined the growth performance and field evaluation of the dual herbicide-resistant transgenic creeping bentgrass plants. The effect of glyphosate treatment on the herbicide resistance of the transgenic creeping bentgrass plants was determined, and the non-transgenic control plant withered at the concentration $11{\mu}g/mL$ or higher whereas the transgenic creeping bentgrass plants survived the treatment at the concentration of $3,000{\mu}g/mL$, and the increase of the plant length was repressed as the glyphosate treatment concentration was increased. At field evaluation, glufosinate-ammonium and glyphosate were simultaneously treated to investigate the weed control effect. The results showed that more than 90% of the weeds withered four week after herbicide treatment, while the transgenic creeping bentgrass plants continued to grow normally. Therefore, the dual herbicide-resistant creeping bentgrass plants may be able to greatly contribute to the efficiency of weed control and to the economic feasibility of mowing in places such as golf courses.
Transgenic cabbage (Brassica oleracea ssp. capitata) plants resistant to the commercial herbicide Bast $a^{R}$ were obtained by Agrobacterium tumefaciens - mediated transformation. Hypocotyl segments of in vitro grown plants were infected with Agrobacterium tumefaciens LBA 4404 harboring plasmid pMOG6-Bar which contains hpt and bar genes. Explants were cultured on callus induction medium (MS basal medium + 1 mg/L NAA + 2 mg/L BA + 2 mg/L AgN $O_3$+ 100 mg/L carbenicillin + 250 mg/L cefotaxime) supplemented with 15 mg/L hygromycin. Hygromycin resistant calluses were transferred to shoot regeneration medium (MS basal medium + 0.1 mg/L NAA + 2 mg/L BA + 3% sucrose + 2 mg/L AgN $O_3$+ 15 mg/L hygromycin + 250 mg/L cefotaxime + 100 mg/L carbenicillin). In order to induce roots, elongated shoots were placed on the MS medium without plant growth regulators and hygromycin. Southern blot analysis of several putative transgenic plants indicated that one to five intact copies of Apt and bar genes were incorporated into the genome. Expression of bar gene was confirmed by Northern blot analysis and by herbicide resistant phenotype. Seed progeny from self-pollinated transformants expressed the herbicide resistance and showed Mendelian segregation of the introduced gene.e.
The technique of plant transformation has started to show off its great power in the area of plant breeding by commercially successful introduction of transgenic varieties such as herbicide tolerant soybean and insect resistant corn in USA with an unimaginable speed. However, in contrast with the great success in the commercialization of herbicide tolerance and insect resistance, the transformation works on disease resistance has not yet reached the stage of full commercialization. This review surveys the current status of molecular breeding for plant disease resistance and their limits and problems. Some novel ideas and approaches in molecular breeding for disease resistance are introduced.
Khan, Raham Sher;Sjahril, Rinaldi;Nakamura, Ikuo;Mii, Masahiro
Plant Biotechnology Reports
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제2권1호
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pp.13-20
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2008
Potato (Solanum tuberosum L.), one of the most important food crops, is susceptible to a number of devastating fungal pathogens in addition to bacterial and other pathogens. Producing disease-resistant cultivars has been an effective and useful strategy to combat the attack of pathogens. Potato was transformed with Agrobacterium tumefaciens strain EHA101 harboring chitinase, (ChiC) isolated from Streptomyces griseus strain HUT 6037 and bialaphos resistance (bar) genes in a binary plasmid vector, pEKH1. Polymerase chain reaction (PCR) analysis revealed that the ChiC and bar genes are integrated into the genome of transgenic plants. Different insertion sites of the transgenes (one to six sites for ChiC and three to seven for bar) were indicated by Southern blot analysis of genomic DNA from the transgenic plants. Expression of the ChiC gene at the messenger RNA (mRNA) level was confirmed by Northern blot analysis and that of the bar gene by herbicide resistance assay. The results obviously confirmed that the ChiC and bar genes are successfully integrated and expressed into the genome, resulting in the production of bialaphos-resistant transgenic plants. Disease-resistance assay of the in vitro and greenhouse-grown transgenic plants demonstrated enhanced resistance against the fungal pathogen Alternaria solani (causal agent of early blight).
Plants expressing Agrobacterium sp. strain CP4 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase (CP4 EPSPS) are known to be resistant to glyphosate, a potent herbicide that inhibits the activity of the endogenous plant EPSPS. In order to develop herbicide-resistant rice, we prepared transgenic rice plants with CP4 EPSPS gene under the control of CaMV 35S promoter for over-expression. A recombinant plasmid was transformed into rice via Agrobacterium-mediated transformation. A large number of transgenic rice plants were obtained with glyphosate and most of the transformants showed fertile. The integration and expression of CP4 EPSPS gene from regenerated plants was analyzed by Southern and northern blot analysis. The transgenic rice plants had CP4 EPSPS enzyme activity levels more than 15-fold higher than the wild-type plants. EPSPS enzyme activity of transgenic rice plants was also identified by strip-test method. Field trial of transgenic rice plants further confirmed that they can be selectively survived at 100% by spay of glyphosate (Roundup$^{(R)}$) at a regular dose used for conventional rice weed control.
Bromoxynil은 쌍떡잎 특이적 제초제로써 폭 넓게 이용되고 있으며 반감기가 매우 짧다. Bromoxynil을 3,5-dibromo-4-hydroxybenzoic acid로 분해하는 nitrilase를 암호화한 bxn 유전자를 식물 벡터인 pGA482에 도입하고 Agrobacterium과의 동시배양을 통해 담배와 상추에 형질전환하였다. Kanamycin을 이용해 형질전환 식물체를 선별하고 완전한 식물체로 분화시켰다. Northern hybridization을 통해 bxn 유전자의 발현정도를 검정하고 liaf-disc와 pot assay를 통해 형질전환 식물체가 고농도의 bromoxynil에 저항성을 보임을 확인하였다.
This experiment was conducted to introduce phosphinothricin acetyl -transferase(PAT) gene, resistant to basta and non-selective herbidide, into tobacco(Nicotiana tabacum cv.BY4). For shoot formation,tobacco leaf disks were placed on the MS medium supplemented with 2.0mg/L BA and 0.1mg/L NAA. In this medium condition, tobacco leaf disces were cocultivated with A. tumefaciens MP90 containing NPT IIand PAT resistant to kanamycin and Basta, respectively. Shoots were obtained in the medium containing antibiotics, and those were transferred to rooting medium supplemented with 0.1mg/L NAA and antibiotics. The plants obtaining roots were transplanted into soil. Phenotype of transgenic tobacco plant was mostly as normal plant. However, about 5% was abnormal plant, which did not set seeds. PCR analysis and southern blot were performed to determine transformation. As the results, it was confirmed that PAT gene was stably integrated into tobacco genome.When herbicide, basta, was sprayed to the plants confirmed by PCR, the transgenic plants showed normal growth, whereas normal plants died. Therefore, the result of this experiment show that tobacco transformation for the resistance to basta, non-selective herbicide, was successful because PAT gene was stably integrated into tobacco.
제초제 저항성 오이 (Cucumis sativus L. cv Green angel)를 생산하기 위하여 배발생 현탁배양세포와 binary vector pGA-bar을 지닌 Agrobacterium tumefacians (LBA4404)를 공동배양하였다. 형질전환 벡터의 T-DNA부분에는 kanamycin에 저항성을 나타내는 neomycin phosphotrans ferase (npt II) 유전자와 phosphinothricin (PPT)에 저항성을 나타내는 phosphinothricin acetyltransferase (bar) 유전자를 지니고 있다. 48시간의 공동배양 후 배발생 캘러스는 20mg/L PPT가 함유된 성숙배지에서 배양하였다. 약 200개체의 형질전환 유식물체를 40mg/L PPT가 첨가된 호르몬이 없는 배지에서 생산하였다. 5개의 오이 형질전환 식물체의 염색체에 bar유전자가 도입되어 발현되는 것을 northern blot 분석을 통하여 확인하였다. 형질전환 오이 식물체가 토양에서 성숙되었다. 성숙한 오이 식물체는 PPT가 함유된 상업적 제초제 (Basta)를 일반적인 사용 농도 (3ml/L)처리시에도 저항성을 나타내며 생장하였다.
Development of herbicide resistant transgenic legume plants through Agrobacterium-mediated transformation has been worked in many previous studied. Plant regeneration after infection is the important step to obtain successful transgenic plants. Many attempts try to find the optimum media condition for plant regeneration after infection. However, the transformation efficiency of legume plants is still low. In this study, regeneration of some Korean legume species including two soybean cultivars (Dawon and Pungsan) and pea have been done with organogenesis which is used various kind of explants such as cotyledonary-nodes in soybean and bud-containing tissue in pea. We developed the optimum media condition for plant regeneration regulators under Agrobacterium-mediated transformation using different kind and various concentration of plant growth. As the results, B5 medium containing 2 mg/L of 6-benzylaminopurine was selected in this study for the optimum plant regeneration media. The segments were inoculated with Agrobacterium suspension harbored an IG2 vector containing bar gene which confers resistance to phosphinotricin (PPT) in 3, 5 and 7 days. The transformation efficiency was achieved in Dawon 3.03 % and pea 1.46 % with co-cultivation period of 7 days which is showed a high number of GUS positive expression period.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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