05.08.2005
Forschung Projekte
Entwicklung neuer Markergene zur Selektion transgener Pflanzen
(2001 – 2004) SunGene GmbH & CoKGaA; Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK), Gatersleben
Thema
In diesem Forschungsvorhaben sollten zwei neue Markersystemeentwickelt und getestet werden, die als Alternative für Antibiotikaresistenz-Geneverwendet werden können.
- 2-DOG-Markersystem: Wie funktioniert dieses System in Kartoffeln, besonders im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit der Kartoffelsorten und Fragen der Sicherheit?
- Palatinose-System. Dieses Markersystem sollte etabliert werden.
Informationen zum Verfahren:
Zusammenfassung
2-Dog-System. Das 2-Dog-System war unter Feldbedingungen wirksam. Es konnten keine Unterschiede zwischen den transgenen Pflanzen und den Kontrollpflanzen festgestellt werden. Damit scheint ein biotechnologischer Einsatz des Gens als Marker zur Selektion transgener Pflanzen gerechtfertigt.
Palatinose-System. Es konnte keine Palatinose-Enzymaktivität in den transgenen Tabakpflanzen erreicht werden.
Andere gefundene mikrobielle Abbauwege scheinen nicht als Alternative zu dem untersuchten Gen einsetzbar zu sein.
Versuchsbeschreibung
2-DOG-System
Um dieses Markersystem bei Kartoffeln zu bewerten, fand ein Freisetzungsversuch statt. Im ersten Jahr wurden von der unbehandelten Wildtyplinie und drei transgenen Linien je 50 Pflanzen angebaut. Im zweiten Jahr wurden jeweils 50 Pflanzen in fünf Wiederholungen angebaut.
Die Knollen des ersten Anbaujahres wurden als Pflanzgut für das zweite Jahr eingesetzt. Die Pflanzen (Blätter und Knollen) des zweiten Anbaujahres wurden biochemisch und physiologisch untersucht.
Palatinose-System
Um die Eignung des Palatinose-Markersystems zu testen, wurde das Palatinase-Gen für eine Expression in Pflanzen optimiert (etwa: Fusion mit pflanzlichem Signalpeptid; Einfügen von Mutationen, um die spezifische Aktivität zu erhöhen). Zusätzlich wurde ein synthetisches Palatinase-Gen mit einer für Pflanzen optimierten Sequenz hergestellt.
Parallel wurde versucht, eine Alternative zu dem verwendeten Gen aus anderen Bakterien zu finden, die ebenfalls Palatinose als Substrat nutzen können.
Ergebnisse
2-DOG-System
In beiden Anbaujahren konnten keine phänotypischen Unterschiede zwischen den transgenen Pflanzen und den Kontrollpflanzen festgestellt werden.
Bei den im Labor untersuchten transgenen Kartoffeln des zweiten Anbaujahres wurden gegenüber den konventionellen Vergleichslinien keine signifikanten Unterschiede beim Ertrag und bei den allgemeinen Stoffwechselparametern festgestellt.
Das den 2-DOG-Zucker abbauende Enzym, auf dem das Markersystem basiert, war auch unter Feldbedingungen wirksam. Damit scheint der biotechnologische Einsatz des Gens als Marker zur Selektion transgener Pflanzen gerechtfertigt.
Palatinose-System
Obwohl das Gen in transgenen Tabakpflanzen exprimiert wurde, wurde kein funktionsfähiges Protein gebildet. Auch mit verschiedenen Variationen des Gens bzw. des Konstrukts konnte keine Palatinase-Enzymaktivität in den transgenen Tabakpflanzen erreicht werden.
Es wurden Mikroorganismen gefunden, die Palatinose verwerten können. In diesen erfolgen Aufnahme und Verwertung von Palatinose allerdings über andere Enzyme. Daher scheinen diese auch nicht als Alternative zu dem untersuchten Gen einsetzbar.
Thematische Verknüpfungen
Förderung
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Förderkennzeichen
0312627 J
Projekt
Originaltitel
Entwicklung alternativer Markergene für die Selektion gentechnisch veränderter Pflanzen
Kontakt
Dr. Irene Kunze
SunGene GmbH & Co.KGaA Corrensstr. 3, 06466 Gatersleben Tel: 039482 760 107
Veröffentlichungen
Forschungsprojekte
Neue Methoden der Gen-Übertragung 2001-2004
- Gezielter Einbau von Genen, Universität Karlsruhe
- Entwicklung alternativer Marker, SunGene
- Ausschneiden unerwünschter Gene bei der Zuckerrübe, Planta
- Ausschneiden unerwünschter Gene: Cre/lox-System, BBA Braunschweig
- Ausschneiden unerwünschter Gene mit Hilfe eines neuen Rekombinationssystems, Bayr. LA Landwirtschaft, Freising
- Negative Marker, Uni Rostock
- Mikroinjektion bei Pflanzen, Uni Giessen
- Gene für die Mikroinjektion, Bioplant
- Geeignete Pflanzenzellen für die Mikroinjektion, Bioplant
- Mikroinjektion, FI Schmallenberg
- Direkte Veränderungen von Pflanzengenen, BBA Braunschweig
- Sicherheitssystem zur Proteinproduktion mittels pflanzlicher Viren, BBA Braunschweig
- Verbesserte binäre Vektoren, BfZ Siebeldingen
- Markergen-freie Pflanzen durch Auskreuzen, MPIZ Köln
- Transformation bei Plastiden, SunGene