CAROMAIZE
PLANT-KBBE III


Mit hochpreisigen Carotinoiden angereicherter Mais als Rohmaterial für die Industrie und zur Verbesserung von Tierfutter

Koordinator: Herr Prof. Dr. Gerhard Sandmann – (Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main)

Projektbeschreibung

Zwei Maislinien werden als Produktionsplatform für die kommerziell bedeutenden Carotinoide ß-Carotin und Astaxanthin entwickelt und um damit ein ernährungsphysiologisch verbessertes Tierfutter zu erhalten. Als Vorarbeiten wurden bereits transgene Linien, in denen beide Carotinoid bebildet werden, hergestellt. Im Projekt wird der bereits vorhanden ß-Carotin Mais direkt in Fütterungsversuchen mit Hühnern eingesetzt und die Auswirkung auf die Eier und die fleisch Produktion untersucht. Außerdem wird eine verbesserte Astaxanthin Mais Linie mit höherem Astaxanthingehalt durch genetische Stoffwechsel Modifikation hergestellt. Dazu setzen wir eine spezifischere Ketolase ein, die sich durch einen verbesserten Umsatz von Zeaxanthin zu Astaxanthin auszeichnet. Die Astaxanthin Synthese der erhaltene Mais Transformande wird dann weitere in eine ölreiche Sorte eingekreuzt. Aus dieser soll durch Extraktion ein ölhaltiges Astaxanthin Rohmaterial gewonnen werden, das als Pigmentierungszusatz in Lachs Fütterungsstudien eingesetzt wird. Bei allen Fütterungsversuchen wird die Tiergesundheit, die Produktivität und die Pigmentierung einschließlich der Carotinoid Zusammensetzung bestimmt.

Mit beiden Mais Linien werden Feldversuche durchgeführt. Die Charakterisierung der beiden Linien erfolgt spezifisch durch die Analyse der verschiedenen Terpenoide (einschließlich Carotinoide) und in einem integrierten Ansatz durch trankriptomische, proteomische und metabolomische Untersuchungen. Die Ergebnisse fließen in eine integrierte Datenbank, die die nötigen Basisinformationen für einen Vergleich des Wildtyps mit den transgenen Mais Linien liefert.

Der Beitrag der drei Industriepartner besteht in der Beteiligung an den Hühner Fütterunsversuchen, der Durchführung des Lachs Fütterungsversuchs und der durchführung der Transkriptom Analysen.

 


Maize fortified with high-value carotenoids as raw material for industry and nutritionally enhanced animal feed

Coordinator: Herr Prof. Dr. Gerhard Sandmann – (Institut)

Project description

We will develop dual-use maize as a production platform for ?-carotene and astaxanthin, two nutritionally important carotenoids of commercial interest, and also to generate nutrient rich animal feed. During pre-project activities, two maize lines have been engineered for the accumulation of the two compounds. Both carotenoids are important feed additives for chicken and salmon, respectively. In this project, the ?-carotene maize will be used directly for chicken feeding trials with hens (egg production) and broilers (for meat), while a new more productive astaxanthin line will be generated. This will be achieved by developing and utilizing a more specific ketolase gene which will increase conversion of zeaxanthin to astaxanthin. The resulting maize line will be crossed into a high-oil line. After milling, an oily astaxanthin raw material will be obtained and used as additive in salmon feed trials. In all feeding experiments, animal health, productivity, meat pigmentation and quality including carotenoid profiles will be determined.

Greenhouse and field trials are ongoing with the ?-carotene maize line and will be expanded to also include the new high astaxanthin producing line we will generate during the project. Field trials are a collaborative effort with Dr Steve Linscombe (Crawley Experimental Station, Lafayette, Louisiana, USA). Our strategy for the characterization of ?-carotene and astaxanthin accumulating transgenic maize lines involves not only direct determination of carotenoids and related metabolites but also an integrated analysis at a systems level using transcriptomics, proteomics and metabolomics. Results will be used to built a database which will provide a fundamental knowledge base for comparison to the non-transgenic maize for regulatory purposes and unravel as yet unidentified saddle bottlenecks in the plant carotenoid pathway.

Industrial involvement and validation are reflected by the active participation of three companies from three different countries. One participates in the chicken feeding trials; another is responsible for the salmon feeding trial. The third company is responsible for transcriptomic analysis.

Teilprojekte

0315913A
Fördersumme: 444.804,00 €

Laufzeit 01.07.2011 – 31.12.2014


Herr Prof. Dr. Gerhard Sandmann

Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main


E-Mail-Kontakt

Tel: +49 69 798-29611

Institut für Molekulare Biowissenschaften

Max-von-Laue-Straße 9

60438 Frankfurt am Main

Deutschland


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0315913B
Fördersumme: 59.266,00 €

Laufzeit 01.01.2013 – 30.04.2014


Herr Dr. Frank Pudel

PPM Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e.V.


Berliner Chaussee 66

39114 Magdeburg

Deutschland


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