GABI FUTURE

INULIN ENGINEERING

Optimierung von Inulinertrag und Polymerisationsgrad in Chicoree: Entwicklung gentechnischer Ansätze zur Beeinflussung der an Biosynthese und Abbau beteiligten Enzyme durch Überexpression bzw. Repression spezifischer Inhibitorproteine

Koordinator: Prof. Dr. Thomas Rausch – HIP - Molecular Physiology of Plants

Projektbeschreibung

Chicoree (Cichorium intybus) wird kommerziell für die Produktion von Fruktanen des Inulin-Typs eingesetzt. Ziele des Projektes sind die Entwicklung transgener Strategien zur Erhöhung des Inulin-Gehaltes bzw. seines Polymerisationsgrades, sowie die Verminderung von post harvest-Verlusten in der Chicoree-Speicherrübe. Zur Erreichung dieser Ziele wird die Regulation des Fructan-Metabolismus in der Chicoree-Speicherrübe analysiert. Der Schwerpunkt liegt auf der post-translationalen Regulation der Enzyme für Inulin-Synthese und -Abbau, d.h. 1-SST (sucrose:sucrose 1-fructosyltransferase), 1-FFT- (fructan:fructan 1-fructosyl-transferase), und 1-FEH (1-fructan exohydrolase), Enzyme, die möglichweise durch Inhibitorproteine des PMEI-RP-Typs reguliert werden (pectin methylesterase inhibitor-related proteins). Mitglieder dieser Inhibitorfamilie vermitteln die post-translationale Regulation vakuolärer und Zellwand-ständiger Invertasen, Enzymen, die mit 1-SST, 1-FFT und 1-FEH evolutionär verwandt sind und den gleichen protein fold zeigen.

Ein Ziel ist daher die Suche nach endogenen PMEI-RP Homologen aus Chicoree, die mit 1-SST. 1-FFT und/oder 1-FEH interagieren. Parallel hierzu wird geprüft, ob bereits charakterisierte PMEI-RPs anderer Pflanzenspezies möglicherweise inhibierend auf die genannten Enzyme wirken. In transgenen Ansätzen sollen die Expression endogener, gegen 1-SST gerichteter PMEI-RPs reprimiert werden (Stimulation der Inulin-Synthese), bzw. heterologe, gegen 1-FEH gerichtete PMEI-RPs ektopisch exprimiert werden (Inhibition des Inulin-Abbaus). Ferner soll versucht werden durch ektopische Expression eines Inhibitors vakuolärer Invertasen den Gehalt an Saccharose in der Speicherrübe zu stabilisieren oder gar zu erhöhen (Substrat für Inulin-Synthese). Von diesen Ansätzen erwarten wir neue Einsichten in die Dynamik des Inulin-Metabolismus und seiner Regulation. Sie komplementieren Arbeiten anderer Forschungsgruppen, deren Anstrengungen sich direkt auf das engineereing von 1-SST, 1-FFT und 1-FEH richten. Die neuen transgenen Ansätze werden aufzeigen, inwieweit der Inulin-Metabolismus durch gezielte Steuerung der post-translationalen Kontrolle der beteiligten Enzyme in Richtung erhöhter Inulin-Ertrag und -Polymerisationsgrad beeinflußt werden kann. 

Eckdaten
G

GABI FUTURE

INULIN ENGINEERING

Projektlaufzeit

01.08.2007 - 31.07.2010

Förderkennzeichen

0315050

Fördersumme

Öffentlich: 325.650,00 €
Privat: 119.056,00 €
Gesamt: 444.706,00 €
Herr Dr. Karsten Harms
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Südzucker AG
Zentralabteilung Forschung, Entwicklung und technologische Services (ZAFES)

Wormser Straße 11
67283 Obrigheim (Pfalz)
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Herr Dr. Steffen Greiner
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Universität Heidelberg
Molekulare Physiologie der Pflanzen

Im Neuenheimer Feld 360
69120 Heidelberg
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Herr Prof. Dr. Thomas Rausch
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