Einführung eines chimerischen Chalcone-Synthase-Gens in Petunien führt zu reversibler Co-Suppression homologer Gene in trans.

Wir haben versucht, Chalcone-Synthase (CHS) in pigmentierten Petunienblütenblättern zu überexprimieren, indem wir ein chimerisches petunisches CHS-Gen einführten. Unerwarteterweise führte das eingeführte Gen zu einem Block in der Anthocyanin-Biosynthese. Zweiundvierzig Prozent der Pflanzen mit dem eingeführten CHS-Gen produzierten völlig weiße Blüten und/oder gemusterte Blüten mit weißen oder blassen nichtklonalen Bereichen auf einem wildtypischen pigmentierten Hintergrund; keine der Hunderte von transgenen Kontrollpflanzen zeigte solche Phänotypen. Eine Nachkommenschaftsprüfung einer Pflanze zeigte, dass der neuartige Farbphänotyp zusammen mit dem eingeführten CHS-Gen segregierte; Nachkommen ohne dieses Gen waren phänotypisch wildtypisch. Die somatische und keimliche Stabilität der neuartigen Farbmustern war variabel. Eine RNase-Schutzanalyse von Petal-RNAs, die aus weißen Blüten isoliert wurden, zeigte, dass, obwohl der Entwicklungszeitpunkt der mRNA-Expression des endogenen CHS-Gens nicht verändert wurde, der Spiegel der von diesem Gen produzierten mRNA um das 50-Fache im Vergleich zu wildtypischen Levels reduziert war. Die somatische Rückkehr von Pflanzen mit weißen Blüten zu phänotypisch elterlichen violetten Blüten war mit einem koordinierten Anstieg der steady-state Spiegel der von beiden, dem endogenen und dem eingeführten CHS-Gen produzierten mRNAs verbunden. In den veränderten weißen Blüten war die Expression beider Gene koordiniert unterdrückt, was darauf hindeutet, dass die Expression des eingeführten CHS-Gens allein nicht ausreichte, um die Transkriptspiegel des endogenen CHS zu unterdrücken. Der Mechanismus, der für die reversible Co-Suppression homologer Gene in trans verantwortlich ist, ist unklar, aber die erratische und reversible Natur dieses Phänomens deutet auf eine mögliche Beteiligung von Methylierung hin.