Gezielte Genmodifikation in der Kulturpflanze Zuckerrübe
Koordinator: Herr Dr. Bernd Reiss – (Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung)
Projektbeschreibung
Das Projekt TAMOCRO, gezielte Genmodifikation in der Kulturpflanze Zuckerrübe (Targeted gene modification in the crop plant sugar beet) verfolgt zwei Ziele. Das erste ist die Etablierung einer Technologieplattform zur gezielten Integration von Transgenen in der Zuckerrübe. Das zweite ist die Entwicklung neuer Technologien auf dem Gebiet des gezielten Genaustausches um Alternativen zu bisherigen geschützten Verfahren zu entwickeln. Das Projekt befasst sich mit anwendungsbezogener Forschung an der einheimischen Kulturpflanze Zuckerrübe und wird von einem Verbund bestehend aus einem Industrie- und zwei akademischen Partnern durchgeführt werden.
Das erste von 4 Arbeitspaketen befasst sich mit der Erstellung der Technologieplattform, die auf Zink-Finger-Nuklease-Technologie basiert und beinhaltet die Herstellung der entsprechenden transgenen Zuckerrübenlinien. Die restlichen Arbeitspakete befassen sich mit Prinzipien zur Steigerung des gezielten Genaustausches. Hier wird untersucht, ob die Eliminierung von Aktivitäten, die wichtige in dem Prozess auftretende Intermediate destabilisieren oder die kombinierte Expression von Aktivitäten, die das Potential haben, die homologe Rekombination zu stimulieren, geeignet sind, den gezielten Genaustausch zu verbessern. Des Weiteren wird ein neues Prinzip zur gezielten Induktion von Doppelstrangbrüchen entwickelt.
Targeted gene modification in the crop plant sugar beet
Coordinator: Herr Dr. Bernd Reiss – (Institut)
Project description
Plant biotechnology will increase in importance in securing food and feed supply and in providing novel uses of plant-derived material, e.g. in energy production or for chemical industry. In addition, it will make full use of the wealth of knowledge generated by current and future genome research. Plant breeding will shift more and more to approaches based on the production of transgenic plants, a technology nowadays well established for all major crop plants. This technology ensures fast and efficient translation of knowledge into application and will be useful to improve numerous traits, e.g. abiotic and biotic stress tolerance or yield potential. However, a major disadvantage of current methodology is the lack of control over the position of integration of a transgene into the genome. As a consequence, a large number of transformants needs to be generated to obtain the elite events that fulfil the criteria for commercialisation and deregulation. Because of this, the generation of commercially useful transgenic plants is a time and labour-intensive process that causes enormous production costs, especially in crop plants like sugar beet. Therefore the availability of a technology enabling the integration of a transgene at predetermined positions in the genome would be a considerable advantage.
The main objective of the project is to establish a platform for insertion of transgenes at predefined loci in sugar beet using gene targeting technology. This platform will built the basis for the future breeding strategies of the industrial partner and help to reduce the production costs of transgenic sugar beet thus contributing to the competitiveness of this important German crop. The platform is based on zinc-finger nuclease (ZFN) technology for double strand break induction, a new and promising approach to stimulate homology-directed DNA integration in plants. However, the efficiencies obtained with ZFNs are not always as high as desired. In addition, the technology is expensive and access is restricted. Therefore, another objective is the further improvement of this technology and the development of alternatives which offer novel IP. This part includes strategies based on the elimination of activities destabilising an important intermediate in gene targeting, heterologous expression of recombination proteins with potential to stimulate gene targeting, and the development of alternative tools for targeted double-strand break induction.
Teilprojekte
Laufzeit 01.09.2011 – 28.02.2015
Herr Dr. Bernd Reiss
Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung
Tel: +49 221 5062-220
Laufzeit 01.09.2011 – 30.11.2014
Herr Prof. Dr. Holger Puchta
Karlsruher Institut für Technologie
Tel: +49 721 608 43833
Laufzeit 01.09.2011 – 31.08.2014