Biotechnologische Verbesserung von Camelina sativa zur Erhöhung des Ölgehalts der Samen
Koordinator: Herr Prof. Dr. Ivo Feußner – (Albrecht-von-Haller-Institut)
Projektbeschreibung
In den kommenden Jahrzehnten wird eine ansteigende Nachfrage nach pflanzlichem Öl für die Lebensmittelindustrie und für die Produktion von „Biokraftstoffen“ erwartet. Dies liegt zum einen an der wachsenden Weltbevölkerung sowie am angestrebten Ersatz von Erdöl durch Brennstoffe aus erneuerbaren Materialien. Zurzeit wird der globale Markt von den Kulturpflanzen Palmöl, Raps, Sonnenblume und Sojabohne dominiert, wobei diese traditionell für die menschliche Ernährung und für Tierfütterung verwendet werden.
Jüngste Fortschritte in der Entwicklung der Bioökonomie konzentrierten sich auf die Etablierung einer neuen Nutzpflanze für Non-Food-Anwendungen. Camelina sativa (Leindotter) bietet als historische Nutzpflanze mehrere Vorteile: geringer Bedarf an Düngung, relativ hohe Toleranz gegen Trockenstress, Kälte- und Pathogenresistenz sowie hoher Ertrag und Empfänglichkeit für genetische Manipulation. Durch die kurze Kultivierungszeit eignet sich Camelina als Zwischenfrucht bei Fruchtwechsel und kann auch in Gegenden mit kurzer Vegetationszeit angebaut werden. Jedoch ist die Ausbeute an Öl geringer als bei Raps. Biotechnologische Ansätze bieten die Möglichkeit einer zeitsparenderen Optimierung und können somit zur einer Etablierung von Camelina als Kulturpflanze entscheidend beitragen.
CAMOIL wurde unter Beteiligung der Universität Bonn, Carleton University (Canada), Agriculture and Agri-Food Canada und University of Alberta (Canada) durchgeführt. Ziel dieses Projektes war es, Camelina-Linien zu generieren, die einen höheren Ölgehalt und verbesserte Fettsäurezusammensetzung aufweisen. Durch eine gezielte Kombination vielversprechender Gene, welche für Triazylglyzerol (TAG)-Synthasen, Fettsäuretrasporter oder Transkriptionsfaktoren codieren, konnte die TAG-Synthese in Camelina optimiert und Steigerungen von > 30 % verzeichnet werden. Außerdem wurden relevante Eigenschaften in einer Kollektion von verschiedenen Camelina-Sorten identifiziert. Auch gelang es optimierte Varianten der TAG-Synthase CsDGAT1B zu erstellen. Durch die Substitution verschiedener Aminosäurereste kam es in Hefe zu einer verbesserten Enzymleistung. Dies bedeutet, dass nicht-transgene Ansätze nützliche Methoden zur Verbesserung der DGAT1-Aktivität in planta darstellen können, was Ziel nachfolgender Forschungen ist. Diese Resultate stellen eine ausgezeichnete Basis dar für weiterführende Studien mit dem Ziel den Ölgehalt in C. sativa-Samen zu steigern.
Teilprojekte
Laufzeit 01.01.2015 – 31.12.2017
Herr Prof. Dr. Ivo Feußner
Albrecht-von-Haller-Institut
Tel: +49 551 39-25743
Abtl. Biochemie der Pflanze
Justus-von-Liebig-Weg 11
37077 Göttingen
Deutschland
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E-Mail-Kontakt
Laufzeit 01.01.2015 – 31.12.2017
Herr Prof. Dr. Peter Dörmann
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Tel: +49 228 73-2830
Institut für Molekulare Physiologie und Biotechnologie
Karlrobert-Kreiten-Straße 13
53115 Bonn
Deutschland
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