04.06.2003

Forschung Projekte

Analyse von nichtkultivierbaren Bakterien aus dem Wurzelraum von Luzerne vor und nach Beimpfung mit transgenen Rhizobien

(1996 – 2000) Universität Bielefeld, Fakultät für Biologie, Lehrstuhl für Genetik

Thema

In diesem Projekt wurden mögliche Auswirkungen gentechnisch veränderter Rhizobien auf Bodenbakterien aus der Umgebung von Luzernen untersucht. Rhizobien (Knöllchenbakterien) leben in Symbiose mit Luzernen. Sie fixieren den Stickstoff aus der Luft, indem sie ihn in eine für die Wirtspflanze verwertbare Form umwandeln.

Das Projekt beschäftigte sich mit drei Teilaufgaben:

  • Wie groß ist die natürliche Diversität der am Standort vorkommenden (endogenen) Bakterienpopulation der Rhizosphäre von Luzerne?
  • Beeinflusst eine Beimpfung von Luzerne mit einem gentechnisch veränderten Rhizobienstamm die endogene Rhizosphären-Population?
  • Ähneln sich die Rhizosphären-Populationen von Luzerne und von Raps?

Zusammenfassung

Die Freisetzung dieses transgenen Stammes zeigte im Vergleich zu seinem unveränderten Wildtyp keinen nennenswerten Einfluss auf die bakterielle Diversität in der Rhizoplane von Luzerne.

Natürliche Diversität: Mit zunehmender Nähe zur Wurzeloberfläche von Luzerne nahm der Anteil bestimmter (Gram-positiver) Bakterien ab. An der Grenzfläche zwischen Luzerne und Rhizosphäre (Rhizoplane) wurde eine hohe Diversität gefunden. Dort wird eine enge Interaktion der Bakterien mit der Pflanze erwartet

Einfluss gentechnisch veränderter Rhizobien: Die Beimpfung mit dem gentechnisch veränderten Rhizobienstamm und mit dem Wildtypstamm im Vergleich zur unbeimpften Kontrolle bewirkten einen Anstieg einer Bakteriengruppe (Alpha-Proteobakterien). Die Anteile der anderen Bakterien veränderten sich nur geringfügig.

Vergleich Luzerne/Raps: Der Vergleich der bakteriellen Diversität der Rhizoplane von Luzerne mit der von Raps zeigte deutliche Unterschiede in den Anteilen der verschiedenen Bakteriengruppen.

Weitere Informationen:

Versuchsbeschreibung

Um zu untersuchen, welchen Einfluss eine Beimpfung von Luzerne mit einem gentechnisch veränderten Rhizobienstamm auf die Bakterienpopulation der Rhizoplane hat, wurde ein transgener Stamm verwendet, der durch Einbau des Luciferase-Gens leuchtmarkiert wurde. Als Vergleich dienten unbeimpfte sowie mit einem nicht-transgenen Wildtyp beimpfte Luzernepflanzen.