The fate of recombinant plant DNA in soil

Genetically modified tobacco containing a bacterial gentamicin resistance gene (aacC1) was developed and cultured in a field to monitor the fate of plant DNA in soil for up to 3 years. We determined whether DNA persisted as extracellular molecules or as genetic information in soil bacteria, by extracting total DNA after in situ lysis or bacterial DNA after physical extraction of bacteria from the soil. The recovered DNAs were used in PCR reactions with primers targeting the aacCl gene coding for gentamicin resistance, tobacco-specific sequences in the ribulose biphosphate carboxylase/oxygenase gene and sequences specific to genetically modified tobacco inside the T-DNA. Plant DNA was found to persist in the soil for several months, but no longer than 3 years. There was no evidence that the resistance gene from the plant had been transferred to soil bacteria, although primers targeting the aacC1 gene provided positive PCR signals in all soil samples. Résumé Du tabac génétiquement modifié possédant le gène aacC1 de résistance à la gentamicine a été développé et cultivé en plein champ pour déterminer le devenir de lʹADN de ces plantes dans le sol sur une période de 3 ans. Nous avons cherché à savoir si lʹADN persistait dans le sol à lʹétat extracellulaire ou bien sʹil était intégré au patrimoine génétique des bactéries du sol soit par traitement direct de lʹéchantillon de sol (lyse in situ et extraction de lʹADN) ou après extraction physique préalable des bactéries hors de la matrice du sol. Les ADN extraits ont servi de matrices pour des réactions PCR ciblant le gène aacC1 codant pour la résistance à la gentamicine, des séquences spécifiques du tabac, le gène de la ribulose biphosphate carboxylase/oxygénase ainsi que des séquences spécifiques du tabac transgénique situé dans le T-DNA. Nous avons ainsi montré que lʹADN demeurait détectable plus dʹun an après la récolte des plantes mais moins de 3 ans. Nos travaux nʹapportent cependant aucune preuve quʹil y ait eu transfert du gène aacC1 de la plante transgénique vers les bactéries du sol, bien que ce gène semble être très ubiquiste puisque détecté de façon quasi-systématique dans tous les échantillons de sol analysés. Résumé Du tabac génétiquement modifié possédant le gène aacC1 de résistance à la gentamicine a été développé et cultivé en plein champ pour déterminer le devenir de lʹADN de ces plantes dans le sol sur une période de 3 ans. Nous avons cherché à savoir si lʹADN persistait dans le sol à lʹétat extracellulaire ou bien sʹil était intégré au patrimoine génétique des bactéries du sol soit par traitement direct de lʹéchantillon de sol (lyse in situ et extraction de lʹADN) ou après extraction physique préalable des bactéries hors de la matrice du sol. Les ADN extraits ont servi de matrices pour des réactions PCR ciblant le gène aacC1 codant pour la résistance à la gentamicine, des séquences spécifiques du tabac, le gène de la ribulose biphosphate carboxylase/oxygénase ainsi que des séquences spécifiques du tabac transgénique situé dans le T-DNA. Nous avons ainsi montré que lʹADN demeurait détectable plus dʹun an après la récolte des plantes mais moins de 3 ans. Nos travaux nʹapportent cependant aucune preuve quʹil y ait eu transfert du gène aacC1 de la plante transgénique vers les bactéries du sol, bien que ce gène semble être très ubiquiste puisque détecté de façon quasi-systématique dans tous les échantillons de sol analysés.