Verbesserung der Trockenheitstoleranz und Stickstoffverwertung durch kombinatorische genetische Transformation und “multiple gene stacking”
Koordinator: Frau Prof. Dr. Tina Romeis – (Freie Universität Berlin)
Projektbeschreibung
Mitglieder der kalzium-regulierten Protein-Kinase-Familien der CIPK/CBL sowie CDPKs stellen wichtige Komponenten in der Regulation der abiotischen Stress-Toleranz und Nährstoffaufnahme dar. Zusätzlich regulieren Vertreter beider Familien gleiche Stressreaktionen (beispielsweise auf Ebene der gemeinsamen Zielproteine bzw. Stoffwechselwege). Durch systematische Evaluierung von kombinatorischen Gentransformationen und wissensbasierten „multiple gene stacking“ von Kandidaten des (1.) CIPK/CBL-Netzwerkes bzw. (2.) der CDPK-Genfamilie sollen Pflanzen erzeugt werden, die eine signifikante Verbesserung des Ertrages unter Trockenstressbedingungen sowie der Stickstoffaufnahme und –verwertung zeigen.
Kombinatorische Gentransformationen von (3.) Kombinationen aus bereits identifizierten CIPK/CBL- und CDPK-Kandidaten sollen das Potential zur Ertragssteigerung durch die Manipulation beider Signaltranduktionswege weiter verstärken.
Die Selektion der transgenen Linien hinsichtlich der verbesserten Trockenheitsresistenz sowie Stickstoffnutzung soll erst an Tabak durchgeführt werden. Ultimativ sollen stabile Transformationen der Kandidatengene in Reispflanzen durchgeführt und die erzeugten Linien hinsichtlich eines verbesserten Ertrages analysiert werden.
Improving crop drought tolerance and nitrogen use efficiency by combinatorial genetic transformation and multiple gene stacking
Coordinator: Frau Prof. Dr. Tina Romeis – (Institut)
Project description
Members of the calcium-regulated protein kinase families CIPK/CBL and CDPK are components controlling abiotic stress tolerance as well as nutrient uptake. In addition, members of both families appear to synergistically target the same response (either on the level of same molecular protein or at different steps of the respective pathway). Here we systematically evaluate a combinatorial gene expression and knowledge-guide multiple transgene stacking in rice of candidate components among (i) CIPK/CBL genes, (ii) among candidate CDPK genes coding either for constitutive active or dominant negative enzyme variants, and (iii) combining already selected successful CIPK/CBL combinations with CDPK combinations to combine the yield increasing potential of both signalling systems and thereby to create super-performing crop lines. The combinatorial selection will be conducted and verified in tobacco based on an improved plant performance under drought stress or limited nitrogen condition. Ultimately, stable transgenic rice plants will be generated and systematically assessed in an integrated approach applying phenotyping platform technologies as well as field conditions.
Teilprojekte
Frau Prof. Dr. Tina Romeis
Freie Universität Berlin
Tel: +49 30 838 53123