Molekulare Analyse der metabolischen Resistenz in Acker-Fuchsschwanz

Abstract

Um Kandidatengene für die metabolische Herbizid-Resistenz zu erfassen, wurde mithilfe eines „Transcriptomics“-Ansatz ein quantitativer Vergleich der Genexpression zwischen sensitiven und resistenten Biotypen des Acker-Fuchsschwanzs (ALOMY) durchgeführt. Ausgehend von einem metabolisch resistenten Biotyp wurde im ersten Schritt mithilfe eines „paired-end“ RNA-Seq Protokolls ein Referenz-Transkriptom für ALOMY aus unbehandelten und Herbizid-behandelten Pflanzen erstellt. Im zweiten Schritt wurde die Genexpression in verschiedenen metabolisch resistenten ALOMY-Biotypen sowie in einer repräsentativen Auswahl an sensitiven Wildtyp-Biotypen mithilfe einer 3´-spezifischen RNA-Sequenzierung bestimmt und mit dem Referenztranskriptom abgeglichen. Durch Vergleich der Expressionshöhe einzelner Gene in Wildtyp und resistenten ALOMY Biotypen wurden Kandidatengene aus der Gruppe der Glutathion-Transferasen identifiziert. Weitere Analysen werden notwendig sein, um eine enge Korrelation mit der metabolischen Resistenz zu verifizieren.

Stichwörter: ALOMY, Acker-Fuchsschwanz, Glutathion S-Transferase, MACE, metabolische Resistenz, Referenztranskriptom

Molecular analysis of metabolic resistance in blackgrass

Abstract

A transcriptomics approach was chosen in order to determine candidate genes for metabolic herbicide resistance in a quantitative comparison of expressed genes in sensitive wild type and resistant blackgrass (Alopecurus myosuroides = ALOMY) plants. Firstly a reference transcriptome for blackgrass was established by means of a paired-end RNA-Seq protocol prepared from control and herbicide treated plants from a metabolic resistant biotype. Secondly gene expression was measured in different metabolic resistant ALOMY biotypes and a representative selection of sensitive wild type plants using a 3´-specific RNA sequencing strategy and related to the reference transcriptome. By comparing expression levels for individual genes in wild type and resistant blackgrass biotypes candidate genes from the group of glutathione transferases were identified. Further analyses will be necessary in order to verify a close correlation with the metabolic resistance.

Keywords: ALOMY, blackgrass, MACE, non-target site resistance, reference transcriptome, RNA-Seq