|
’n PKR-opsporingsmetode vir mutasies in proteïen-reseptorgene vanaf Busseola fusca-ingewande, moontlik betrokke by Bt-weerstandbiedendheid
Authors: B. Venter1, C.C. Bezuidenhout1
Affiliations: 1Department of Environmental Sciences and Management, North-West University, Potchefstroom Campus, South Africa
Correspondence to: B. Venter
Postal address: Private Bag X11, Arcadia 0007, South Africa
How to cite this abstract: Venter, B. & Bezuidenhout, C.C., 2014, ‘’n PKR-opsporingsmetode vir mutasies in proteïen-reseptorgene vanaf Busseola fusca-ingewande, moontlik betrokke by Bt-weerstandbiedendheid’, Suid-Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie 33(1), Art. #1230, 1 page.
http://dx.doi.org/10.4102/satnt.v33i1.1230
Note: This paper was initially delivered at the School of Environmental Sciences and Development of the North-West University, Potchefstroom Campus, South Africa on 05 October 2012.
Copyright Notice: © 2014. The Authors. Licensee: AOSIS OpenJournals. This is an Open Access article distributed under the terms of the
Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution,
and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
A PCR detection method for mutations in receptor protein genes from Busseola fusca midgut material potentially involved in Bt-resistance. Busseola fusca (Fuller) (Lepidoptera: Noctuidae) is a major insect pest to Bt-maize in South Africa. No study has yet been done to determine the molecular mechanism of B. fusca resistance to Cry1Ab. Aminopeptidase N (1–6), cadherin and alkaline phosphatase receptor-protein genes were amplified and sequences of PCR products were determined. BLAST searches showed similarity to the respective receptor-protein genes. Mutations can thus be identified by comparing sequences of receptor-protein genes from resistant and susceptible larvae.
Geneties-gemanipuleerde (GM) gewasse het globale belange aangewakker deurdat dit ’n merkwaardige verhoging in opbrengste en produksie tot gevolg gehad het. Hierdie verhoging is te wyte aan die beskerming van oeste teen peste, onkruid en siektes. Ontwikkeling van weerstandbiedendheid deur peste is ’n groot bedreiging vir die volgehoue sukses van GM gewasse. ’n Voorbeeld hiervan is Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae), ’n groot pes in China, wat weerstandbiedendheid ontwikkel het teen Bt-katoen wat die Bt-proteïentoksien Cry1Ac produseer. Die meganisme van Cry1Ac weerstandbiedendheid in hierdie spesie is as gevolg van ’n mutasie in die aminopeptidase geen (HaAPN1) wat vir die Cry1Ac reseptor kodeer. Laboratoriumstudies dui aan dat spesies wat tot die Noctuidae, Pyralidae en Plutellididae families behoort, weerstandbiedendheid teen Bt toksiene kan ontwikkel. Ontwikkeling van weerstandbiedendheid in die veld is tot op hede in ses Lepidoptera spesies waargeneem: Busseola fusca in Suid-Afrika; Helicoverpa zea in die suid-oostelike Verenigde State; Spodoptera frugiperda in Puerto Rico; Pectinophora gossypiella in Indië; Helicoverpa armigera in noord-China; en Plutella xylostella in die Filippyne en Hawaii. Dus is die ontwikkeling van weerstandbiedendheid in Lepidoptera ’n algemene fenomeen. Busseola fusca (Fuller) (Lepidoptera: Noctuidae) is een van die vernaamste peste van Bt-mielies in die Vaalharts besproeiingskema in Suid-Afrika. Die eerste melding van weerstandbiedendheid in B. fusca teen die Cry1Ab toksien is in 2007 gemaak, en die tweede berig het in 2009 gevolg. Tot dusver is nog geen studies gedoen om die molekulêre meganisme van weerstandbiedendheid in B. fusca teen Cry1Ab te bepaal nie. Soos reeds genoem, is ’n mutasie in aminopeptidase N verantwoordelik vir H. armigera se weerstandbiedendheid teen die B. thuringiensis Cry1Ac toksien. Alhoewel B. fusca weerstandbiedendheid teen die B. thuringiensis Cry1Ab toksien ontwikkel het, is die bindings-patrone en -liggings van Cry1Ac en Cry1Ab soortgelyk. Dus kan ’n soortgelyke mutasie verantwoordelik wees vir B. fusca se weerstandbiedendheid teen die Cry1Ab toksien. Aminopeptidase, kadherien en alkaliese fosfatase is proteïen-reseptore wat in Lepidoptera spesies geïdentifiseer is. Gedegenereerde voorvoerders is ontwerp op grond van gekonserveerde gebiede wat in meervoudige volgordes van aminopeptidase N (1–6), kadherien en alkaliese fosfatase van verskeie lepidoptera spesies waargeneem is. Hierdie voorvoerders is gebruik om genomiese DNA vanaf weerstandbiedende en vatbare larwe te amplifiseer (deur die polimerase ketting reaksie [PKR]) en die volgordes te bepaal. Sommige BLAST soektogte het ooreenskomste tussen die verkrygde geen-volgordes en die onderskeie proteïen-reseptor gene getoon. Proteïen-reseptor geen-volgordes van weerstandbiedende en vatbare larwe kan dus nou vergelyk word ten einde mutasies te identifiseer. Indien hierdie benadering steeds onvoldoende is vir die identifisering van mutasies, moet die bepaling van die hele genoom-volgorde van B. fusca as ’n alternatiewe metode oorweeg word. Hierdie resultate kan betekenisvolle gevolge hê in landboupraktyke in die Vaalharts gebied, en kan moontlik die eerste stap wees om ’n oplossing te vind om hierdie pes teen te werk.
|