Efficient evaluation of a gene containment system for poplar through early fowering induction

• Autores: Briones, María V.; Hoenicka, Hans; Cañas, Luis A.; Beltrán, José P.; Hanelt, Dieter; Sharry, Sandra; Fladung, Matthias
• Año de publicación: 2020
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Ciencias Agrarias; Gene Containment; Early Fowering; Genetic Transformation; Populus; PsEND1; Biosafety; Ciencias Agrarias
• Institución: Universidad Nacional de Río Negro

Fil: Briones, María V. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales; Argentina.
Fil: Hoenicka, Hans. Thünen Institute of Forest Genetics; Germany
Fil: Cañas, Luis A. Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas; España.
Fil: Beltrán, José P. Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas; España.
Fil: Hanelt, Dieter. Universität Hamburg. Institut für Pfanzenwissenschaften und Mikrobiologie; Germany.
Fil: Sharry, Sandra. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales. Laboratorio de Investigaciones de la Madera (LIMAD); Argentina.
Fil: Fladung, Matthias. Thünen Institute of Forest Genetics; Germany
Fil: Briones, María V. Consejo Nacional de Investigaciones Científcas y Técnicas (CONICET); Argentina.
Fil: Sharry, Sandra. Universidad Nacional de Río Negro. CIT; Argentina.
Fil: Sharry, Sandra. Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires; Argentina.
Vertical gene transfer through pollen fow from transgenic or non-native plant species into their crossable natural relatives is a major concern. Gene containment approaches have been proposed to reduce or even avoid gene fow among tree species. However, evaluation of genetic containment strategies for trees is very difcult due to the long-generation times. Early fowering induction would allow faster evaluation of genetic containment in this case. Although no reliable methods were available for the induction of fertile fowers in poplar, recently, a new early fowering approach was developed. In this study, early fowering poplar lines containing the gene construct PsEND1::barnase–barstar were obtained. The PsEND1 promoter was chosen due to its early expression pattern, its versality and efciency for generation of male-sterile plants fused to the barnase gene. RT-PCRs confrmed barnase gene activity in fowers, and pollen development was disturbed, leading to sterile fowers. The system developed in this study represents a valuable tool for gene containment studies in forest tree species.
La transferencia vertical de genes a través del polen de especies de plantas transgénicas o no nativas a sus parientes naturales cruzables es una preocupación importante. Se han propuesto enfoques de contención de genes para reducir o incluso evitar la transferencia de genes entre las especies de árboles. Sin embargo, la evaluación de las estrategias de contención genética de los árboles es muy difícil debido a los largos tiempos de generación. La inducción de la alimentación temprana permitiría una evaluación más rápida de la contención genética en este caso. Aunque no se disponía de métodos fiables para la inducción de las aves fértiles en el álamo, recientemente se ha elaborado un nuevo método de potenciación temprana. En este estudio se obtuvieron líneas de álamo de alimentación temprana que contenían la construcción genética PsEND1::barnase-barstar. Se eligió el promotor PsEND1 debido a su patrón de expresión temprana, su versatilidad y eficacia para la generación de plantas macho estériles fusionadas con el gen de la barnasa. Los RT-PCRs confraternizaron con la actividad del gen de la barnasa en los pollos, y el desarrollo del polen se vio perturbado, lo que dio lugar a pollos estériles. El sistema desarrollado en este estudio representa una herramienta valiosa para los estudios de contención de genes en las especies de árboles forestales.