Дорогая 58

Дарлинг 58 — это генетически модифицированный американский каштан . Дерево было создано Программой исследования и восстановления американских каштанов в Колледже экологических наук и лесного хозяйства Нью-Йоркского университета (SUNY ESF) в сотрудничестве с Фондом американских каштанов (TACF). ^{[ 1 ]} вернуть американский каштан в леса Северной Америки. Эти деревья Дарлинг-58 подвергаются нападению каштановой гнили , но выживают. Деревья Дарлинг-58 выживают, достигают зрелости, дают каштаны и размножаются, чтобы вернуть американский каштан в леса Северной Америки. ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} Ошибка привела к использованию альтернативного сорта Дарлинг 54 в некоторых полевых испытаниях сорта американского каштана Дарлинг 58. ^{[ 6 ]}

Хотя Американский фонд каштанов прекратил поддержку разработки сорта Дарлинг 58 в декабре 2023 года, отчасти из-за ошибочного использования Дарлинг 54 в полевых испытаниях, ^{[ 7 ]} Американская программа исследования и восстановления каштана, создавшая это дерево, продолжает свое развитие. ^{[ 8 ]}

Фон

Фитофтороз каштана был занесен в конце 19 века вместе с японским каштаном и уничтожил некогда широко распространенный американский каштан. ^{[ 9 ]} Родные немодифицированные деревья погибают от фитофтороза с нуля, и выживает только корневая система. Затем корни продолжают выпускать побеги, которые снова подвергаются воздействию фитофтороза и отмирают, не достигнув зрелости, повторяя цикл. ^{[ 4 ]}

Механизм

Фитофтороз каштана повреждает деревья, производя щавелевую кислоту , которая снижает pH камбия и убивает ткани растения. Darling 58 добавляет ген оксалатоксидазы (OxO) из пшеницы , управляемый CaMV 35S промотором . ^{[ 10 ]} Промотор позволяет белку OxO вырабатываться по всему растению. Белок OxO позволяет растению расщеплять кислоту до того, как будет нанесен слишком большой ущерб. Такая же стратегия защиты встречается не только у пшеницы, но и у клубники, бананов, овса, ячменя и других злаков. Устойчивый признак передается потомству. Сопротивление не мешает болезни завершить свой жизненный цикл. ^{[ 11 ]}

Обширное тестирование, проведенное с трансгенным вариантом Darling 58 для оценки его воздействия на другие виды, показало, что выживаемость, использование пыльцы и размножение шмелей . оксалатоксидаза в типичных концентрациях, обнаруженных в пыльце американского каштана, не влияет на ^{[ 12 ]} Присутствие трансгенного гена оксалатоксидазы в геноме американского каштана мало влияет на физиологию фотосинтеза и дыхания. ^{[ 13 ]}

История

В 2013 году сообщалось о первых экспериментах по введению пшеничного OxO в американские каштаны. горшечные трансгенные растения с двумя разными промоторами Были созданы (35S, VspB). Уровни OxO измеряются в листьях растений. Эксперименты по заражению срезанных листьев показывают, что размеры поражений могут быть уменьшены примерно до уровня устойчивого к фитофторозу китайского каштана или ниже , что позволяет предположить, что горшечное растение также может быть устойчивым. ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}

В 2014 году SUNY ESF сообщил, что трансгенный объект «Darling4» вызвал промежуточный уровень устойчивости между американскими и китайскими каштанами. Признак также передался потомству. ^{[ 11 ]}^{[ 16 ]}

Линия Darling 58 (SX58) производилась до 2016 года. Магистерская диссертация SUNY-ESF 2020 года показывает, что Darling 58 является трансгенным продуктом, производящим наибольшее количество OxO. ^{[ 10 ]}

В январе 2020 года исследователи подали петицию о дерегуляции варианта Darling 58, период общественного обсуждения которой закончится 19 октября 2020 года. ^{[ 17 ]}^{[ 18 ]}

В ноябре 2022 года Министерство сельского хозяйства США начало еще один период общественного обсуждения для одобрения Darling 58. ^{[ 19 ]}

В 2022 году ученые SUNY-ESF сообщили, что другой промотор, win3.12 из восточного тополя , позволяет уровням экспрессии OxO оставаться низкими в базальных условиях, но увеличиваться при ранении или инфекции. Ожидается, что эта модификация будет более метаболически эффективной по сравнению с «всегда включенным» промотором CAMV и, следовательно, будет иметь большую стабильность трансгена в течение последующих поколений по сравнению с вариантом Darling 58. В лабораторных биоанализах линии win3.12-OxO показали повышенную толерантность к болезням, аналогичную устойчивости к фитофторозу китайского каштана. ^{[ 20 ]}

В декабре 2023 года TACF объявила о прекращении разработки Darling 58 из-за плохих результатов. ^{[ 21 ]} SUNY ESF продолжает добиваться федерального разрешения на распространение семян среди населения без поддержки TACF. ^{[ 22 ]}

Дорогая 54

В декабре 2023 года было объявлено, что произошел несчастный случай, и любой материал, известный как «Darling 58», на самом деле был «Darling 54». ^{[ 1 ]}^{[ 22 ]} Darling 54 — трансгенный американский каштан, также модифицированный конструкцией 35S:OxO. Разница между D58 и D54 заключается в том, что D54 имеет конструкцию 35S:OxO, встроенную в кодирующую последовательность внутри его генома. Считалось, что D58 имеет конструкцию 35S:OxO, встроенную в некодирующую область генома. Вставка в кодирующую последовательность или ген может нарушить или изменить экспрессию гена и, следовательно, функцию белка. Конструкция 35S:OxO расположена в гене Sal1 генома D54. ^{[ 23 ]} Sal1 связан со стрессом, вызванным засухой, и реакциями на окислительный стресс у других видов. ^{[ 24 ]}^{[ 25 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «Дорогая 58» . Американский фонд каштанов . 25 августа 2023 г.
^ «Исследователи SUNY-ESF рассматривают петицию о содействии восстановлению каштанов» . Дейли Орандж . 27 октября 2020 г.
^ Попкин, Габриэль (30 апреля 2020 г.). «Может ли генная инженерия вернуть американский каштан?» . Нью-Йорк Таймс .
^ Jump up to: ^а ^б «Ученые надеются, что генная инженерия сможет возродить американский каштан» . www.usnews.com . Рейтер . 22 апреля 2021 г.
^ Мелтон, Лиза (1 апреля 2021 г.). «ГМ-каштан, дорогая Сьерра-Клуб» . Природная биотехнология . 39 (4): 400. doi : 10.1038/s41587-021-00903-w . ПМИД 33846656 . S2CID 233221423 – через www.nature.com.
^ Тодд, Рокси (8 марта 2024 г.). «После того, как программа ГМО зашла в тупик, каково будущее восстановления американских каштанов?» . Фронт Аллегейни .
^ Бриндли, Хэл (08 декабря 2023 г.). «Пресс-релиз: TACF прекращает разработку Darling 58» . Американский фонд каштанов . Проверено 5 июня 2024 г.
^ «Проект исследования и восстановления американских каштанов в ESF» . www.esf.edu . Проверено 5 июня 2024 г.
^ Ронсхайм, Маргарет Л. (февраль 2022 г.). «Инвазивные виды». ДоступНаука . Макгроу-Хилл Образование. дои : 10.1036/1097-8542.350480 .
^ Jump up to: ^а ^б Мэтьюз, Дакота (май 2020 г.). Количественное определение оксалатоксидазы и относительная экспрессия мРНК в трансгенном американском каштане ( Castanea dentata ) (магистерская диссертация). Сиракьюс, Нью-Йорк: Колледж экологических наук и лесного хозяйства SUNY . Проверено 20 января 2024 г.
^ Jump up to: ^а ^б Ньюхаус, Эндрю Э.; Полин-МакГиган, Линда Д.; Байер, Кэтлин А.; Валлетта, Кристиа ЭР; Роттманн, Уильям Х.; Чаплински, Тимоти Дж.; Мейнард, Чарльз А.; Пауэлл, Уильям А. (ноябрь 2014 г.). «Трансгенные американские каштаны демонстрируют повышенную устойчивость к фитофторозу и передают этот признак потомству Т1». Наука о растениях . 228 : 88–97. doi : 10.1016/j.plantsci.2014.04.004 . ПМИД 25438789 . S2CID 207388855 .
^ Ньюхаус, Эндрю Э.; Оллвайн, Анастасия Э.; Оукс, Эллисон Д.; Мэтьюз, Дакота Ф.; МакАрт, Скотт Х.; Пауэлл, Уильям А. (10 июня 2021 г.). «Оксалатоксидаза при реальных концентрациях в пыльце американского каштана (Castanea dentata)» не влияет на выживаемость, использование пыльцы и размножение шмелей (Bombus impatiens) . Трансгенные исследования . 30 (6): 751–764. дои : 10.1007/s11248-021-00263-w . ПМЦ 8580921 . ПМИД 34110572 .
^ Онвумелу, Анули; Пауэлл, Уильям А.; Ньюхаус, Эндрю Э.; Эванс, Гарретт; Хиллес, Гвен; Мэтьюз, Дакота Ф.; Коффи, Вернон; Дрейк, Джон Э. (март 2023 г.). «Экспрессия трансгена оксалатоксидазы в листьях американского каштана мало влияет на физиологию фотосинтеза или дыхания». Нью Форест . 54 (2): 233–254. дои : 10.1007/s11056-022-09909-x .
^ Чжан, Бо; Оукс, Эллисон Д.; Ньюхаус, Эндрю Э.; Байер, Кэтлин М.; Мейнард, Чарльз А.; Пауэлл, Уильям А. (31 марта 2013 г.). «Пороговый уровень экспрессии трансгена оксалатоксидазы снижает некроз, индуцированный Cryphonectria parasitica, в биоанализе листьев трансгенного американского каштана (Castanea dentata)» . Трансгенные исследования . 22 (5): 973–982. дои : 10.1007/s11248-013-9708-5 . ПМЦ 3781299 . ПМИД 23543108 .
^ Джабр, Феррис. «Новое поколение американских каштанов может изменить определение лесов Америки» . Scientific American 310.3 (1 марта 2014 г.). Проверено 1 апреля 2014 г.
^ «Устойчивые к фитофторозу американские каштаны приживаются в SUNY-ESF» . www.phys.org , 6 ноября 2014 г. Проверено 23 сентября 2014 г.
^ «Петиция об определении нерегулируемого статуса устойчивого к фитофторозу сорта Darling 58 American Chestnut» . https://www.aphis.usda.gov , дата обращения 28 августа 2020 г.
^ «Колледж экологических наук и лесного хозяйства Государственного университета Нью-Йорка; Ходатайство об определении нерегулируемого статуса устойчивого к фитофторозу сорта Darling 58 American Chestnut» . https://www.federalregister.gov , 19 августа 2020 г. Дата обращения 28 августа 2020 г.
^ «Министерство сельского хозяйства США ищет мнения общественности по проектам экологических документов для дерегулирования американского каштана, выведенного с использованием генной инженерии» . Ноябрь 2022 г.
^ Карлсон, Эрик; Стюарт, Кристен; Байер, Кэтлин; Макгиган, Линда; Калпеппер, Тоби; Пауэлл, Уильям (март 2022 г.). «Вызванная патогеном экспрессия трансгена толерантности к фитофторозу в американском каштане» . Молекулярная патология растений . 23 (3): 370–382. дои : 10.1111/mpp.13165 . ПМЦ 8828690 . ПМИД 34841616 .
^ Бриндли, Хэл (8 декабря 2023 г.). «Пресс-релиз: TACF прекращает разработку Darling 58» . Американский фонд каштанов . Архивировано из оригинала 9 декабря 2023 года . Проверено 12 декабря 2023 г.
^ Jump up to: ^а ^б Грандони, Дино (24 декабря 2023 г.). «Генная инженерия была призвана спасти каштаны. Затем произошла ошибка» . Вашингтон Пост . Проверено 24 декабря 2023 г.
^ «Обновление ESF Darling Science – 15 декабря 2023 г.» . www.esf.edu . Проверено 15 апреля 2024 г.
^ Чан, Кай Сюнь; Маббит, Питер Д.; Фуа, Су Инь; Мюллер, Джонатан В.; Нисар, Назия; Гиголашвили Тамара; Стрехер, Эльке; Грассль, Джулия; Арльт, Вибке; Эставилло, Гонсало М.; Джексон, Колин Дж.; Погсон, Барри Дж. (2 августа 2016 г.). «Ощущение и передача сигналов окислительного стресса в хлоропластах путем инактивации фосфоаденозинфосфатазы SAL1» . Труды Национальной академии наук . 113 (31): Е4567-76. Бибкод : 2016PNAS..113E4567C . дои : 10.1073/pnas.1604936113 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 4978270 . ПМИД 27432987 .
^ Уилсон, Пип Б.; Эставилло, Гонсало М.; Филд, Кэти Дж.; Порнсиривонг, Ваннарат; Кэрролл, Адам Дж.; Хауэлл, Кэтрин А.; Ву, Ник С.; Лейк, Дженис А.; Смит, Стивен М.; Харви Миллар, А.; Фон Кеммерер, Сюзанна; Погсон, Барри Дж. (апрель 2009 г.). «Нуклеотидаза/фосфатаза SAL1 является негативным регулятором засухоустойчивости арабидопсиса» . Заводской журнал . 58 (2): 299–317. дои : 10.1111/j.1365-313X.2008.03780.x . hdl : 1885/51218 . ISSN 0960-7412 . ПМИД 19170934 .

Дальнейшее чтение

Министерство сельского хозяйства США должно позволить людям сажать устойчивые к болезням американские каштаны

Эта о Fagales статья незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее .

[:0-1] Jump up to: ^а ^б «Дорогая 58» . Американский фонд каштанов . 25 августа 2023 г.

[2] «Исследователи SUNY-ESF рассматривают петицию о содействии восстановлению каштанов» . Дейли Орандж . 27 октября 2020 г.

[3] Попкин, Габриэль (30 апреля 2020 г.). «Может ли генная инженерия вернуть американский каштан?» . Нью-Йорк Таймс .

[Reut-4] Jump up to: ^а ^б «Ученые надеются, что генная инженерия сможет возродить американский каштан» . www.usnews.com . Рейтер . 22 апреля 2021 г.

[5] Мелтон, Лиза (1 апреля 2021 г.). «ГМ-каштан, дорогая Сьерра-Клуб» . Природная биотехнология . 39 (4): 400. doi : 10.1038/s41587-021-00903-w . ПМИД 33846656 . S2CID 233221423 – через www.nature.com.

[6] Тодд, Рокси (8 марта 2024 г.). «После того, как программа ГМО зашла в тупик, каково будущее восстановления американских каштанов?» . Фронт Аллегейни .

[7] Бриндли, Хэл (08 декабря 2023 г.). «Пресс-релиз: TACF прекращает разработку Darling 58» . Американский фонд каштанов . Проверено 5 июня 2024 г.

[8] «Проект исследования и восстановления американских каштанов в ESF» . www.esf.edu . Проверено 5 июня 2024 г.

[9] Ронсхайм, Маргарет Л. (февраль 2022 г.). «Инвазивные виды». ДоступНаука . Макгроу-Хилл Образование. дои : 10.1036/1097-8542.350480 .

[MS-10] Jump up to: ^а ^б Мэтьюз, Дакота (май 2020 г.). Количественное определение оксалатоксидазы и относительная экспрессия мРНК в трансгенном американском каштане ( Castanea dentata ) (магистерская диссертация). Сиракьюс, Нью-Йорк: Колледж экологических наук и лесного хозяйства SUNY . Проверено 20 января 2024 г.

[t1-11] Jump up to: ^а ^б Ньюхаус, Эндрю Э.; Полин-МакГиган, Линда Д.; Байер, Кэтлин А.; Валлетта, Кристиа ЭР; Роттманн, Уильям Х.; Чаплински, Тимоти Дж.; Мейнард, Чарльз А.; Пауэлл, Уильям А. (ноябрь 2014 г.). «Трансгенные американские каштаны демонстрируют повышенную устойчивость к фитофторозу и передают этот признак потомству Т1». Наука о растениях . 228 : 88–97. doi : 10.1016/j.plantsci.2014.04.004 . ПМИД 25438789 . S2CID 207388855 .

[12] Ньюхаус, Эндрю Э.; Оллвайн, Анастасия Э.; Оукс, Эллисон Д.; Мэтьюз, Дакота Ф.; МакАрт, Скотт Х.; Пауэлл, Уильям А. (10 июня 2021 г.). «Оксалатоксидаза при реальных концентрациях в пыльце американского каштана (Castanea dentata)» не влияет на выживаемость, использование пыльцы и размножение шмелей (Bombus impatiens) . Трансгенные исследования . 30 (6): 751–764. дои : 10.1007/s11248-021-00263-w . ПМЦ 8580921 . ПМИД 34110572 .

[13] Онвумелу, Анули; Пауэлл, Уильям А.; Ньюхаус, Эндрю Э.; Эванс, Гарретт; Хиллес, Гвен; Мэтьюз, Дакота Ф.; Коффи, Вернон; Дрейк, Джон Э. (март 2023 г.). «Экспрессия трансгена оксалатоксидазы в листьях американского каштана мало влияет на физиологию фотосинтеза или дыхания». Нью Форест . 54 (2): 233–254. дои : 10.1007/s11056-022-09909-x .

[14] Чжан, Бо; Оукс, Эллисон Д.; Ньюхаус, Эндрю Э.; Байер, Кэтлин М.; Мейнард, Чарльз А.; Пауэлл, Уильям А. (31 марта 2013 г.). «Пороговый уровень экспрессии трансгена оксалатоксидазы снижает некроз, индуцированный Cryphonectria parasitica, в биоанализе листьев трансгенного американского каштана (Castanea dentata)» . Трансгенные исследования . 22 (5): 973–982. дои : 10.1007/s11248-013-9708-5 . ПМЦ 3781299 . ПМИД 23543108 .

[15] Джабр, Феррис. «Новое поколение американских каштанов может изменить определение лесов Америки» . Scientific American 310.3 (1 марта 2014 г.). Проверено 1 апреля 2014 г.

[16] «Устойчивые к фитофторозу американские каштаны приживаются в SUNY-ESF» . www.phys.org , 6 ноября 2014 г. Проверено 23 сентября 2014 г.

[17] «Петиция об определении нерегулируемого статуса устойчивого к фитофторозу сорта Darling 58 American Chestnut» . https://www.aphis.usda.gov , дата обращения 28 августа 2020 г.

[18] «Колледж экологических наук и лесного хозяйства Государственного университета Нью-Йорка; Ходатайство об определении нерегулируемого статуса устойчивого к фитофторозу сорта Darling 58 American Chestnut» . https://www.federalregister.gov , 19 августа 2020 г. Дата обращения 28 августа 2020 г.

[19] «Министерство сельского хозяйства США ищет мнения общественности по проектам экологических документов для дерегулирования американского каштана, выведенного с использованием генной инженерии» . Ноябрь 2022 г.

[20] Карлсон, Эрик; Стюарт, Кристен; Байер, Кэтлин; Макгиган, Линда; Калпеппер, Тоби; Пауэлл, Уильям (март 2022 г.). «Вызванная патогеном экспрессия трансгена толерантности к фитофторозу в американском каштане» . Молекулярная патология растений . 23 (3): 370–382. дои : 10.1111/mpp.13165 . ПМЦ 8828690 . ПМИД 34841616 .

[21] Бриндли, Хэл (8 декабря 2023 г.). «Пресс-релиз: TACF прекращает разработку Darling 58» . Американский фонд каштанов . Архивировано из оригинала 9 декабря 2023 года . Проверено 12 декабря 2023 г.

[:1-22] Jump up to: ^а ^б Грандони, Дино (24 декабря 2023 г.). «Генная инженерия была призвана спасти каштаны. Затем произошла ошибка» . Вашингтон Пост . Проверено 24 декабря 2023 г.

[23] «Обновление ESF Darling Science – 15 декабря 2023 г.» . www.esf.edu . Проверено 15 апреля 2024 г.

[24] Чан, Кай Сюнь; Маббит, Питер Д.; Фуа, Су Инь; Мюллер, Джонатан В.; Нисар, Назия; Гиголашвили Тамара; Стрехер, Эльке; Грассль, Джулия; Арльт, Вибке; Эставилло, Гонсало М.; Джексон, Колин Дж.; Погсон, Барри Дж. (2 августа 2016 г.). «Ощущение и передача сигналов окислительного стресса в хлоропластах путем инактивации фосфоаденозинфосфатазы SAL1» . Труды Национальной академии наук . 113 (31): Е4567-76. Бибкод : 2016PNAS..113E4567C . дои : 10.1073/pnas.1604936113 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 4978270 . ПМИД 27432987 .

[25] Уилсон, Пип Б.; Эставилло, Гонсало М.; Филд, Кэти Дж.; Порнсиривонг, Ваннарат; Кэрролл, Адам Дж.; Хауэлл, Кэтрин А.; Ву, Ник С.; Лейк, Дженис А.; Смит, Стивен М.; Харви Миллар, А.; Фон Кеммерер, Сюзанна; Погсон, Барри Дж. (апрель 2009 г.). «Нуклеотидаза/фосфатаза SAL1 является негативным регулятором засухоустойчивости арабидопсиса» . Заводской журнал . 58 (2): 299–317. дои : 10.1111/j.1365-313X.2008.03780.x . hdl : 1885/51218 . ISSN 0960-7412 . ПМИД 19170934 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]