14.11.2002

Forschung Projekte

Monitoring von transgenen Eigenschaften (Herbizid-, Virus-, Nematoden- und Pilzresistenz) in Unkraut- und Wildrüben

(2000 – 2003) RWTH Aachen; Lehrstuhl für Biologie V

Thema

Es sollten Monitoringkonzepte entwickelt und erprobt werden, mit denen langfristige Folgen eines Genaustausches zwischen transgenen Kulturrüben und Wild- bzw. Unkrautpopulationen erkannt werden können.

Zum einen ging es darum, Basisdaten zu Wild- und Unkrautrüben zu erheben. Diese repräsentieren den derzeitigen Status quo, von dem aus dessen mögliche Veränderungen durch Auskreuzungen von transgenen Zuckerrüben ermittelt werden können.

  • Welche Verbreitung haben Wildrüben in Deutschland? Wo kommen sie her?
  • Welche Pflanzenpopulationen sind für ein Monitoring geeignet? Mit welchen Methoden?
  • Wie stark sind an natürlichen Standorten Wildrüben mit Pilzen und Nematoden befallen?

Zum anderen wurde untersucht, welchen Einfluss die jeweiligen transgenen Eigenschaften (Herbizid-, Virus-, Nematoden- und Pilzresistenz) auf Wild- und Unkrautformen haben könnten.

  • Verändert sich infolge eingekreuzter Transgene das Einbürgerungs- und Ausbreitungsverhalten der Wild- und Unkrautrüben?
  • Zeigt sich unter Pilzbefall eine stärkere Konkurrenzkraft oder wird dadurch das Überwinterungsvermögen der Wild- und Unkrautrüben beeinflusst?

Zusammenfassung

Bestandsaufnahme von Wild- und Unkrautrüben: Nach Vergleich mit Daten aus früheren Untersuchungen scheinen sich die Wildpopulationen in Ost-West-Richtung entlang der schleswig-holsteinischen Ostseeküste auszubreiten.

Pilz- und Nematodenbefall: Es wurde festgestellt, dass gegen Ende der Vegetationsperiode (August) in Wildrüben an ihren natürlichen Standorten nur geringer Pilzbefall vorlag. Einige Populationen waren sogar ohne Symptome.

Transgene pilzresistente Pflanzen konnten noch nicht untersucht werden, da keine entsprechenden Pflanzen zur Verfügung standen.

Versuchsbeschreibung

Konkurrenz- und Überwinterungsfähigkeit

Es sollten Freisetzungsversuche mit transgenen pilzresistenten Rüben mit und ohne Pilzbefall durchgeführt werden. Dabei sollten transgene Wild-/Zuckerrüben-Hybriden und isogene Kontrollpflanzen in der Konkurrenz zu einem typischen Unkraut (Chenopodium album; unterschiedlich viele Pflanzen pro Rübe) verglichen werden. Es sollte eine Situation simuliert werden, wie sie im ersten Jahr auf einer Brachfläche oder an einem Wildstandort auftreten könnte.

Die Überlebenswahrscheinlichkeit von verschiedenen transgenen Zuckerrüben sollte unter im Rübenanbau üblichen Bedingungen untersucht werden. Erfasst werden sollten die Pflanzen nach Überwinterung sowie Anzahl, Gewicht und Keimfähigkeit der produzierten Samen. Als Kontrolle sollte die nicht-transgene Ausgangssorte dienen.

Bestandsaufnahme von Wild- und Unkrautrüben

Der Bestand an Wildrüben wurde an der deutschen Nord- und Ostseeküste aufgenommen. Es wurden repräsentative Populationen für ein Langzeitmonitoring ausgewählt. Die Wildrüben sollten auf Nematodenbefall untersucht werden. Wildrübenpopulationen in Italien und Frankreich wurden als Ursprungsorte von Unkrautrüben (Saatgutproduktion) mit erfasst.

Die Verbreitung und Herkunft von Unkrautrüben wurde im Rheinland, an der Ostseeküste und im Breisgau untersucht. Zur Bestimmung von Diversität und Verwandtschaftsbeziehungen wurden neben molekularbiologischen Analysen auch äußere Merkmale wie Blattfarbe genutzt.

Für das Monitoring wurden verschiedene Nachweisverfahren entwickelt:

  • Nachweis (PCR) für das Transgen (z.B. Pilzresistenz)
  • Nachweis für Verwandtschaftsbeziehungen und geographische Herkunft der Wildrüben

Pilz- und Nematodenbefall

An Wildrüben wurden Vorkommen, Verbreitung und Bedeutung von Pilz- (Cercospora beticola) und Nematodenbefall (Heterodera schachtii) untersucht. Im Gewächshaus wurde die Anfälligkeit gegenüber dem Pilz und der Nematode an mindestens fünf Wildrübenpopulationen getestet. Als Kontrolle dienten empfindliche Kultursorten.

Ergebnisse

(siehe Zusammenfassung)