Scientific report:

J. Sci. Dev. 2009, 7 (Eng.Iss.1): 9 - 16 HA NOI UNIVERSITY OF AGRICULTURE

9

Application of PCR to identify the transgene

(Arabidopsis thaliana allene oxide synthase 2) in

transgenic rice plants

Ứng dụng PCR để phát hiện sự có mặt của gen AtAOS 2

trong genome của lúa đã được chuyển gen

Nguyen Thi Thuy Hanh 1

, Han Oksoo 2

1

Faculty of Agronomy, Hanoi University for Agriculture

2College of Agriculture and Life sciences, Chonnam National University, South Korea

TÓM TẮT

Allene oxide synthase (AOS) là một enzyme quan trọng trong số các enzyme tham gia vào quá

trình tổng hợp axit jasmonic thông qua con đường sinh hoá octadecanoid. Ở thực vật, axit jasmonic

đóng vai trò then chốt trong việc hình thành các phản ứng đáp lại các tác động của môi trường trong

và ngoài tế bào. Để làm tăng hàm lượng enzyme allene oxide synthase nội sinh ở lúa, gen allene

oxide synthase 2 của Arabidopsis thaliana (AtAOS 2) đã được chuyển vào genome của lúa (Oryza

sativa L.Japonica cv. Nakdong). Phản ứng PCR đã được sử dụng để phát hiện sự có mặt của gen

AtAOS2 trong genome của lúa đã được chuyển gen. Cụ thể là phản ứng PCR đã được sử dụng để

phát hiện gen tổng hợp chất kháng sinh hygromycin, promoter CaMV35S (promoter này nằm ngay

phía trước gen AtAOS2 trong cấu trúc của vector pCAMBIA1201/AtAOS) và gen AtAOS 2 trong

genome của lúa.

Từ khoá: Allene oxide synthase, axit jasmonic, con đường sinh hoá otadecanoid, thực vật

chuyển gen.

SUMMARY

Allene oxide synthase (AOS) is an important regulator that steers the octadecanoid pathway

toward jasmonic acid (JA) synthesis. Plant jasmonic acid (JA) plays pivotal roles regulating cellular

responses against environmental cues, including the innate immune response(s). The Arabidopsis

thaliana allene oxide synthase 2 (AtAOS 2) gene was introduced into rice (Oryza sativa L.Japonica

cv.Nakdong) genome. The polymeraza chain reactions (PCRs) were applied to indentify the transgene

- AtAOS 2 in transgenic rice plants. A set of PCRs was carried out to detect the hygromycin resistance

gene, CaMV35S promoter (the pomoter located infront of the AtAOS 2 gene in pCAMBIA1201/AtAOS

binary vector) and the AtAOS 2 gene in the transgenic rice genome.

Key words: Allene oxide synthase, jasmonic acid, octadecanoid pathway, transgenic plants.

1. INTRODUCTION

Plants have evolved defense strategies to

protect themselves from various abiotic and biotic

stresses. One of the most prominent defense

mechanisms is the octadecanoid pathway, which

leads to jasmonic acid (JA) biosynthesis. JA is a

genuine plant hormone that has various

physiological functions, including growth control,

senescence promotion, responses to wounding and

drought, and defenses against insects and pathogens

(Schaller et al., 2005). Furthermore, JA signaling

interacts with signaling of other plant hormones such

as ethylene and salicylic acid to form a complex

signaling network (Devoto et al., 2005). JA is

synthesized through the octadecanoid pathway

(Figure 1). In the octadecanoid pathway, 13 (S) -

HPOT is the pivotal intermediate, from which

several metabolic pathways branch out. For the JA

synthesis, 13 (S) - HPOT is converted to an unstable

allene oxide, 12,13 - epoxy - 9Z, 11E, 15Z -

octadecatrienoic acid (12,13 - EOT), by an allene

oxide synthase (AOS). The allene oxide is readily

converted to cis-(+)-OPDA by allene oxide cyclase