FLP/FRTを介した自発性自動エグジションを介した種子トコフェロール含有量を増強した選択可能なマーカーフリートランスジェニックライス植物の開発

マーカーを含まないトランスジェニック植物の開発は、遺伝子修飾（GM）作物で使用される選択可能なマーカー遺伝子の安全性に関する懸念を回避するための技術的な代替品です。ここでは、酸化ストレス誘導性の修飾FLP/FRTシステムを使用した自発的な自己エクステジョンバイナリベクトルの構築と、種子トコフェロール含有量を強化したマーカーを含まないトランスジェニックライス植物を生産するための成功したアプリケーションについて説明します。選択可能なマーカーを含まないトランスジェニックライス植物を生成するために、HPT選択可能なマーカー遺伝子と2つのFRT部位間の酸化ストレス誘導性プロモーターの制御下で、HPT選択可能なマーカー遺伝子とイネコドンが最適化されたFLP（MFLP）遺伝子を使用してバイナリベクターを構築しました。関心のある遺伝子の便利なクローニングのためのクローニングサイト。NTTC遺伝子を使用したこのPCMFバイナリベクトルを使用して、NTTCを発現するマーカーを含まないT1トランスジェニックイネ植物は、選択性剤としてヒグロマイシンを使用したアグロバクテリウム媒介安定形質転換によって生成され、その後選択可能なマーカー遺伝子の分離が続きました。さらに、野生型植物の植物と比較して、マーカーを含まないトランスジェニックTC株の種子でα-、γ、および総トコフェロールレベルが有意に増加しました。したがって、選択可能なマーカー遺伝子を排除するために酸化ストレス誘導性のMFLP/FRTシステムを組み込んだこの自発的な自動エクスミジョンシステムは、簡単に採用し、マーカーを含まないトランスジェニックイネ植物を効率的に生成するために使用できます。さらに、このマーカーのない戦略と組み合わせたトコフェロール含有量の標高による米の種の栄養増強は、GMイネの人間の健康と国民の受け入れを改善する可能性があります。

Development of marker-free transgenic plants is a technical alternative for avoiding concerns about the safety of selectable marker genes used in genetically modified (GM) crops. Here, we describe the construction of a spontaneous self-excision binary vector using an oxidative stress-inducible modified FLP/FRT system and its successful application to produce marker-free transgenic rice plants with enhanced seed tocopherol content. To generate selectable marker-free transgenic rice plants, we constructed a binary vector using the hpt selectable marker gene and the rice codon-optimized FLP (mFLP) gene under the control of an oxidative stress-inducible promoter between two FRT sites, along with multiple cloning sites for convenient cloning of genes of interest. Using this pCMF binary vector with the NtTC gene, marker-free T1 transgenic rice plants expressing NtTC were produced by Agrobacterium-mediated stable transformation using hygromycin as a selective agent, followed by segregation of selectable marker genes. Furthermore, α-, γ-, and total tocopherol levels were significantly increased in seeds of the marker-free transgenic TC line compared with those of wild-type plants. Thus, this spontaneous auto-excision system, incorporating an oxidative stress-inducible mFLP/FRT system to eliminate the selectable marker gene, can be easily adopted and used to efficiently generate marker-free transgenic rice plants. Moreover, nutritional enhancement of rice seeds through elevation of tocopherol content coupled with this marker-free strategy may improve human health and public acceptance of GM rice.