Die Transgenexpression in höheren Pflanzen wird u. a. von in cis agierenden Sequenzen reguliert. Der Einfluss solcher Sequenzen wurde für die Expression verschiedener chimärer pat Gene untersucht, die unter Kontrolle des Promotors der Blumenkohlmosaikvirus 35S RNA (CaMV 35S) standen, und in Tabak eingebracht, eine Resistenz gegenüber Phosphinothricin vermittelten. Jede Variation in der Genzusammensetzung führt zu jeweils unterschiedlichen Expressionsmustern auf mRNA- und Proteinebene. Während der CaMV 35S Transkriptionsterminator (3´camv) zu einer starken Expression führt, verursachen die Terminatoren des Nopalin- (3´nos) bzw. Octopinsynthasegens (3´ocs), die beide vom Ti Plasmid aus Agrobacterium tumefaciens stammen, eine dramatische Reduktion der pat Expression. Auch Variationen der 5´ untranslatierten Region (UTR) und zusätzlich in die 3´ UTR eingebrachte Sequenzen beeinflussen die pat mRNA- und Protein ‚steady state level’. Unter moderatem Hitzestress führt die Kombination aus 5´ UTRS und 3´camv unabhängig von Integrationsort, Kopienzahl und hemi- oder homozygoten Zustand das Transgen stets zu einer stabilen pat Expression, während der Austausch durch die 5´ UTR41 oder den 3´nos bzw. 3´ocs in einigen Linien eine Reduktion der pat mRNA- und Protein „steady state level“ verursacht. Das gemeinsame Vorliegen von 5´ UTR41 und 3´nos führt dagegen unter Hitzestress zum „Gene Silencing“ in allen untersuchten Linien. Diese hitzeinduzierte Transgeninaktivierung findet bereits auf mRNA-Ebene statt, und breitet sich nicht systemisch in der Pflanze aus, sondern ist ausschließlich auf die hitzebehandelten Teile der Pflanze beschränkt. In Kartoffel gibt es einen vergleichbaren Einfluss der cis-regulatorischen Sequenzen auf die pat Expression bei 24 °C und bei moderatem Hitzestress wie in Tabak, was vermuten lässt, dass die pat Expression allgemeinen Regulationsmechanismen der Pflanze unterliegt.
Transgene expression in higher plants is influenced by cis-acting sequences. The influence of those sequences was analyzed for the expression of several chimaeric pat genes, that are under control of the CaMV 35S promoter and mediate resistance against Phosphinothricin to transgenic tobacco plants. Each variation in gene composition leads to a different expression profile on mRNA and protein levels. While the presence of the CaMV 35S (camv) termination signal led to strong expression, the nos and ocs terminators originating from the Agrobacterium tumefaciens Ti plasmid caused a dramatic reduction of the transgene expression. Variations of the 5´ UTR- and additional 3´ UTR sequences also influenced pat expression and resulted in significant differences in pat-mRNA and protein concentrations. Under moderate heat stress the combination of 5´ UTRS and camv terminator leads to stable pat expression independent of integration site, copy number and hemi- or homozygous status of the transgene, while the exchange by 5´ UTR41 or nos and ocs terminator, respectively, causes a reduction of mRNA- and protein steady state levels in several lines. In contrast, the combined presence of 5´ UTR41 and nos terminator leads to a heat-induced gene silencing in all lines analyzed. This gene silencing appears at mRNA level, and does not spread systemically, but is rather limited to heat treated parts of the plant. In potato the influence of cis acting sequences on pat expression at 24 °C and under moderate heat stress is similar to that in tobacco, which suggests that pat expression underlies general regulation mechanisms in higher plants.