Entwicklung einer neuen Transformationsmethode in Rapsplastiden

(2001 – 2004) SunGene, Gatersleben

Thema

Es sollte ein neues Verfahren zur Transformation von Raps entwickelt werden. Dabei werden neue Gene nicht - wie sonst üblich - in den Zellkern, sondern in Plastiden eingeschleust. Der Vorteil: Beim Auskreuzen von transgenem Raps würden die neu eingeführten Gene nicht an den jeweiligen Kreuzungspartner weitergegeben. Weitere Vorteile der so genannten transplastomen Pflanzen sind der höhere Ertrag des zu produzierenden Eiweißmoleküls und die Möglichkeit zur präziseren Integration durch homologe Rekombination und durch Nutzung von bestimmten Regulierungsprozessen beim Ablesen der integrierten Gene.

Informationen zum Verfahren:

Zusammenfassung

Mit dem neu entwickelten Verfahren konnte ein transplastomer Raps-Spross hergestellt werden.

Dieser wird weiter untersucht. Sollte sich dabei herausstellen, dass die erzeugte transplastome Pflanze fertil ist, ergäbe sich die Möglichkeit einer weitergehenden Untersuchung hinsichtlich der Stabilität des Transgens im Rapsplastom sowie des Auskreuzungsverhalten des Transgens über den Pollen.

Versuchsbeschreibung

Das Projekt umfasste folgende Teilschritte:

  • Konstruktion von Vektorenmit geeigneten homologen und regulatorischen Sequenzen aus Plastiden sowie einem zur Plastidentransformation tauglichen Selektionsmarker. Derzeit sind zahlreiche regulatorische Sequenzen (Promotoren und andere nicht übersetzte Bereiche) aus Tabakplastiden charakterisiert. Es wurde davon ausgegangen, dass diese auch in Rapsplastiden funktionell sind.
  • Entwicklung und Erprobung eines Transformations- und Regenerationssystems in Raps; es sollte ermittelt werden, welche Gewebe sich dafür am besten eignen.
  • Die Plastidentransformation führt nur dann zu stabilen transgenen Pflanzen, wenn alle Plastiden einer Pflanze die neuen Gene enthalten. Es waren daher Pflanzen zu erzeugen, deren Plastiden uniform bezüglich dieser Gene sind (homoplastidär).

Ergebnisse

Regenerierter transplastomer Spross. Dieser grüne Spross kann das Selektionsmittel Spectinomycin entgiften und deshalb das pflanzentypische Chlorophyll bilden.

Regenerierte weiße Sprosse, die nicht transplastom sind.

  • Es wurde ein Plasmid zur Transformation konstruiert, das zur Integration ins Rapsplastom (Gesamtheit der Erbinformation in den Plastiden) über homologe Rekombination geeignet ist.
  • Die Transformations-, Selektions - und Regenerationsbedingungen zur Herstellung von transplastomen Rapspflanzen wurden optimiert.
  • Es konnte ein transplastomer Raps-Spross isoliert werden
  • Als Nächstes soll die Fruchtbarkeit des Sprosses untersucht werden. Sollte sich dabei herausstellen, dass die erzeugte transplastome Pflanze fertil ist, ergäbe sich die Möglichkeit einer weitergehenden Untersuchung hinsichtlich der Stabilität des Transgens im Rapsplastom sowie des Auskreuzungsverhaltens des Transgens über den Pollen.