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Characterization of genetically modified maize by quantitative PCR and next-generation sequencing
Alexandra Schamann
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Ernährungswissenschaften
Betreuer*in
Alexander Haslberger
DOI
10.25365/thesis.51420
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-25152.84738.953962-6
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Seit dem Beginn der Kommerzialisierung von gentechnisch veränderten (GV) Pflanzen vor mehr als 20 Jahren hat sich sowohl der weltweite Anbau von GV Pflanzen als auch die Anzahl an in der Europäischen Union zugelassenen Events erheblich gesteigert. Das erfordert umfangreiche Kontrollen und eine vorsorgliche Sicherheitsbeurteilung, um einen sicheren Lebensmittelmarkt zu gewährleisten. In dieser Masterarbeit wurde GV Mais auf unterschiedlichen Ebenen untersucht, wobei der Fokus auf dem Genom und dem Transkriptom lag. Der erste Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der genetischen Stabilität von GV Mais. Die 3‘ Grenzregion des Transgens zum endogenen Genom von MON810 Mais wurde analysiert. Mit Hilfe einer hochauflösenden Schmelzkurvenanalyse wurden 202 einzelne Maiskörner auf Mutationen gescreent. Proben, die ein abweichendes Schmelzverhalten im Vergleich zu einer Referenz zeigten, wurden anschließend mit einer Next Generation Sequenzierung überprüft. Bei einer Probe wurde ein Einzelnukleotid-Polymorphismus mit einer sehr niedrigen Häufigkeit (1.46%) gefunden, während die restlichen Proben genetische Stabilität zeigten. Da das Einführen des Transgens sowohl zu erwünschten (z.B. Herbizidtoleranz) als auch zu unerwarteten Effekten führen kann, beschäftigt sich der zweite Teil der Masterarbeit mit der Detektion von unerwarteten Effekten anhand einer Transkriptionsanalyse. Die Genexpression von 22 endogenen Maisgenen wurde mit Hilfe der quantitativen Reverse Transkriptase-Polymerase Kettenreaktion zwischen einer NK603 Maissorte und der beinahe isogenen, nicht GV Maissorte verglichen. Neun unterschiedlich exprimierte Gene wurden identifiziert. Das bedeutet, dass unerwartete Effekte des GV Mais möglicherweise vorhanden sind. Von diesen Genen waren in den GV Maiskörnern vier höher und fünf niedriger exprimiert als in den nicht GV Maiskörnern.
Abstract
(Englisch)
Since the beginning of the commercialization of genetically modified (GM) plants more than 20 years ago, the worldwide cultivation of GM plants as well as the number of events that are authorized in the European Union has substantially increased. This requires extensive controls and a precautionary safety assessment to ensure a safe food market. In this master’s thesis, GM maize was analyzed at different levels, focusing on the genome and the transcriptome. The first part of the study deals with genetic stability of GM maize. The 3’border region of the transgene to the endogenous genome of MON810 maize was analyzed. High-Resolution Melting analysis was used to screen mutations in 202 maize grains. Samples showing a divergent melting behavior compared to the reference were subsequently verified by Next Generation Sequencing. In one sample, a single nucleotide polymorphism with low frequency (1.46%) was detected, whereas the remaining samples showed genetic stability. Since the insertion of a transgene might lead to intended (e.g. herbicide tolerance) as well as unintended effects, the second part of the study focuses on the detection of unintended effects by performing a transcriptome analysis. The gene expression of 22 endogenous maize genes was compared between a NK603 maize variety and the nearly isogenic, non-GM maize variety by quantitative Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction. Nine differently expressed genes were identified, indicating the possibility of unintended effects of the GM maize. Of these genes, four were up-regulated and five down-regulated in the GM maize grains compared to the non-GM maize grains.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
GMO MON810 NK603 genetic stability unintended effects HRM analysis NGS real-time PCR
Schlagwörter
(Deutsch)
GVO MON810 NK603 genetische Stabilität unerwartete Effekte Schmelzkurvenanalyse NGS Real-time PCR
Autor*innen
Alexandra Schamann
Haupttitel (Englisch)
Characterization of genetically modified maize by quantitative PCR and next-generation sequencing
Paralleltitel (Deutsch)
Charakterisierung von gentechnisch verändertem Mais mittels quantitativer PCR und Next Generation Sequencing
Publikationsjahr
2018
Umfangsangabe
XII, 97 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Alexander Haslberger
Klassifikation
42 Biologie > 42.13 Molekularbiologie
AC Nummer
AC15027496
Utheses ID
45412
Studienkennzahl
UA | 066 | 838 | |