Methodenentwicklung zur Herstellung cisgener Apfelpflanzen

HONIGHÄUSCHEN (BONN) – Die vorliegende Dissertation behandelt die Entwicklung von Methoden zur Herstellung cisgener Apfelpflanzen. Da die klassische Apfelzüchtung ein langwieriger Prozess ist, bietet das kürzlich vorgestellte cisgenetische Konzept eine vielversprechende Möglichkeit, um resistente Apfelsorten in relativ kurzer Zeit zu produzieren. Die Hauptziele der vorliegenden Arbeit sind: (1) die Entwicklung eines cisgenetischen Ansatzes unter Verwendung eines Clean Vector Technologie Verfahrens auf Basis eines hitzeinduzierbaren Flp/FRT Rekombinasesystems; (2) die Identifizierung des Rvi15 Schorfresistenzgens von GMAL 2473, um ein weiteres apfeleigenes Resistenzgen für Transformationen verfügbar zu machen und (3) die Anwendung des apfeleigenen Transkriptionsfaktor-kodierenden Gens MYB10 als potentiellen morphologischen Marker. Im den ersten beiden Teilen der Arbeit wurden die Apfelsorten ‚Brookfield Baigent‘, ‚Mitchgla‘, ‚Novajo‘ und ‚Pinova‘ durch einen cisgenetischen Ansatz gentechnisch verändert. Dabei wurde das apfeleigene Schorfresistenzgens Rvi6 aus der Wildapfelakzession Malus floribunda No. 821 in diese Sorten übertragen. Durch die Anwendung eines Monitoringvektors konnten im Vorfeld drei neue Methoden zur Aktivierung des hitzeinduzierbaren Flp/FRT Rekombinasesystems etabliert und das System durch Expressionsanalysen molekular genauer charakterisiert werden. Bei den neuen Methoden erfolgte die Hitzebehandlung von Blättern bzw. Blattexplantaten bei 42 °C für 4 h bei 100 % Luftfeuchte (Methode „Feuchtekammer“), auf festem Nährmedium (Methode „Mediumplatte“) bzw. in Flüssigkeitkeit (Methode „ddH2O“/„MSO“). Zwei cisgene Apfellinien, iM879-68 und iM946-193, wurden erzeugt. Die cisgene Linie iM879-68 der Sorte ‚Pinova‘ wurde mit Methode „Feuchtekammer“ und die cisgene Linie iM946-193 der Sorte ‚Brookfield Baigent‘ mit der Methode „MSO“ generiert. Beide cisgene Linien zeigten einen einzelnen T-DNA-Integrationsort. Das präzise Ausschneiden der Rekombinasekassette aus der im Apfelgenom integrierten T-DNA wurde per Sequenzierung belegt. Beide cisgene Linien besaßen eine verbesserte Schorfresistenz gegenüber dem Venturia inaequalis Isolat 104 (Rasse 1) im Gewächshaus und zeigten ein vergleichbares Rvi6 mRNA-Expressionlevel zu traditionell gezüchteten Rvi6 tragenden Sorten. Die vorliegende Arbeit belegt die erstmalige Produktion cisgener Apfelpflanzen über Anwendung des Flp/FRT Rekombinasesystems. Im dritten Teil der Arbeit wurde die Präsenz der drei Schorfresistenzkandidatengene Vr2-A, Vr2-B und Vr2-C des Rvi15 Locus in gewählten schorfresistenten und schorfanfälligen Nachkommen einer Kartierungspopulation GMAL 2473 × M. ×domestica ‚Golden Delicious‘ durch einem PCR-basierten Ansatz untersucht. Fünf analysierte Sämlinge der Kartierungspopulation zeigten eine Rekombination innerhalb des Rvi15 Locus. Da in allen begutachteten schorfresistenten und schorfanfälligen Nachkommen die drei Schorfresistenzkandidatengene anwesend bzw. abwesend waren, konnte keines der drei Kandidatengene als Schorfresistenz vermittelndes Gen identifiziert werden. Der vierte Teil der Arbeit fokussierte das apfeleigene MYB10 Gen, von dem ein natürliches Allel (MYB10 (R6)) eine sichtbare Anthocyananreicherung in allen Geweben des Apfels verursacht. Das MYB10 (R6) Allel weist eine Insertion im Promotor des MYB10 Gens auf, ursächlich für die Autoinduktion der MYB10 Genexpression. Das Vorkommen des MYB10 (R6) Allels wurde in genetischen Ressourcen des Apfels artübergreifend untersucht. Diese molekularen Daten wurden mit phänotypischen Daten zur Fruchtfleischfarbe und roter Pigmentierung abgeglichen. Für eine Vielzahl von Akzessionen und Sorten wurde ein definierter Abschnitt des MYB10 Promotors sequenziert und offenbarte drei verschiedene MYB10 Promotorhaupttypen: das am häufigsten vorkommende MYB10 (R1) Allel, das MYB10 (R6) Allel und das bisher unbekannte ~1 kb MYB10 Allel. Alle rotfleischigen Akzessionen der Malus Sammlung der Obstgenbank Dresden besaßen das MYB10 (R6) Promotorallel und sind Apfelarten zugeordnet, die ursprünglich in Asien beheimatet waren. Ein Regenerationsversuch mit MYB10 (R6) transgenen Apfellinien zeigte eine eingeschränkte Verwendbarkeit des MYB10 (R6) Allels als morphologischen Marker für die Sorte ‚Pinova‘.

 

Über „Methodenentwicklung zur Herstellung cisgener Apfelpflanzen“

Das vorliegende Sachbuch zu Themen aus Umwelt und Natur „Methodenentwicklung zur Herstellung cisgener Apfelpflanzen“ wurde erarbeitet und verfasst von Juliane Würdig. Dieses Sachbuch erschien am 20.09.2017 und wurde herausgegeben von Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI).

Bücher wie „Methodenentwicklung zur Herstellung cisgener Apfelpflanzen“ sind im Onlineshop des Honighäuschens bestellbar. Online bestellte Fachbücher zur Imkerei und zu anderen Themen der Umwelt und des Artenschutzes sind zu den üblichen Öffnungszeiten auch direkt im Buchladen Bundesamt für magische Wesen in Bonn, der Stauhauptstadt von Nordrhein-Westfalen abholbar und werden auf Wunsch verschickt.

Das Thema Bienensterben, Rückgang von Insekten und allgemeines Artensterben ist in aller Munde und das Honighäuschen als frühere Bioland Imkerei hat sich von Anfang an daran beteiligt. Mehr als 35 Jahre Imkereierfahrung nahmen ihren Anfang 1982 mit den ersten eigenen Bienen.

Der zehnjährige Junge, der 1977 einem Hamburger Imker über die Schulter schaute; der Fünfzehnjährige, der mit der Imkerei in Zeiten begann, in denen es noch keine Varroamilbe gab; der achtzehnjährige Fahrschüler, der lernte, dass man die Windschutzsscheibe seines Autos nach einer längeren Fahrt von Insekten säubern muß; der zwanzigjährige Student, der für seine Bienen einen Platz in Bonn suchte; der dreißigjährige Berufsimker, der seinen Bienen quasi eine Gutenachtgeschichte erzählte und sich den Kopf zerbrach, wie man die Umwelt mit ihren Bienen, Wespen, Schmetterlingen und andere blütenbesuchenden Insekten vor den Machenschaften der Agrargiftindustrie und der Gleichgültigkeit agrarindustriehöriger Politiker schützt; der Imker, der nicht nur auf dem Weihnachtsmarkt Bonn die Öffentlichkeit suchte, um bei Führungen an den Bienen auf dem Dach der Bundeskunsthalle zu erleben, dass Kinder (und deren Helikoptermuttis!) Angst vor Schmetterlingen hatten, bis hin zum Begleiter von Forschungsprojekten zu den Riesenhonigbienen Nepals oder den Killerbienen Afrikas, stellt fest, dass etwas sehr im Argen liegt in unserem Umgang mit der Umwelt.

Es sollte jedem bewußt sein, dass die Haltung „Natur ja, aber bitte woanders!“ nicht in Ordnung ist. Machen wir so weiter, werden wir Insekten und andere Tiere irgendwann nur noch in Foto- und Bildbänden finden.

Die wunderschöne Welt der Natur

Jeder Griff zum Unkrautvernichtungsmittel, um den Rasen „schön ordentlich“ zu halten, bevor „die Nachbarn was sagen“; jeder überflüssige Einsatz zur Bekämpfung eines Wespennestes – ja, auch damit habe ich zu tun und berate gern, wenn ein Hornissennest in einem Kindergarten oder ein Wespennest in Bonn den Haus- und Gartenbesitzer vor Fragen stellt, sollte begleitet sein von der Frage, ob das wirklich sein muß.

In unserem Online-Buchshop finden Sie viele Bücher wie „Methodenentwicklung zur Herstellung cisgener Apfelpflanzen“, die Ihnen die fantastische Welt der Bienen, Wespen, Ameisen, Hornissen und Schmetterlinge sowie anderer Insekten näherbringen.

Aber nach wie vor stehe ich Ihnen auch gern zu einem Gespräch oder zu einer Beratung im Umgang mit Bienen, Wespen, Hornisse, Wildbienen und Hummeln zur Verfügung, wenn Sie Fragen haben. Besuchen Sie uns in Bonn im Bundesamt für magische Wesen.

Und natürlich gibt es auch weiterhin Honig, Bienenwachskerzen und Met bei uns und zwar das ganze Jahr – nicht nur zu Weihnachten.