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Nicht-transgene Ansätze zur Entwicklung von Möhrengenotypen mit Fähigkeit zur Haploiden-Induktion

Projekt

Produktionsverfahren

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Produktionsverfahren


Förderkennzeichen: JKI-ZGO-08-4175
Laufzeit: 01.01.2016 - 31.12.2019
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Aufgrund der hohen Anforderungen an die Produktqualität sowie Resistenz-und Ertragseigenschaften wird im kommerziellen Möhrenanbau fast ausschließlich F1-Hybridsaatgut verwendet. Die für die Hybridsortenzüchtung erforderlichen Elternlinien werden gegenwärtig vorwiegend durch die sehr zeitintensive Inzucht oder Mikrosporenkultur erstellt. Letztere ist bei der Möhre jedoch wenig effizient. Ziel des Projektes ist die Untersuchung und Entwicklung einer neuartigen Haploidentechnologie, die auf der Eliminierung eines der beiden elterlichen Chromosomensätze während der Embryogenese beruht. Diese uniparentale Genomeliminierung soll durch gezielte Beeinträchtigung des Zentromer-spezifischen Histons CENH3 erreicht werden. So genannte Inducer-Linien mit modifiziertem CENH3 könnten als Kreuzungselter mit dem Ziel verwendet werden, den Chromosomensatz des modifizierten Elters zu eliminieren. Bislang wurden in den Arbeiten zur Modifikation des CENH3-Gens bei Möhren ausschließlich gentechnische Verfahren eingesetzt, mit der Konsequenz, dass entstehende Induktor-Genotypen als GVO einzustufen wären. Mit dem Aufkommen und der Weiterentwicklung der RNA-gesteuerten Endonukleasetechnik (auch CRISPR/Cas genannt) werden gezielte in planta-Mutationen von Schlüsselgenen der Haploidisierung möglich. Ziel ist es, ein für CENH3 nutzbares Verfahren der CRISPR/Cas- gestützten Mutagenese zu etablieren. Insbesondere Protoplasten-Kulturen sollen für Versuche genutzt werden, mittels transienter Expression des Cas9-Proteins funktionell partiell aktive CENH3-Genvarianten herzustellen. Ergänzend sollen neuartige Verfahren zur vektorfreien (DNA-freien) Genmodifikation untersucht werden. Nach Regeneration von Sprossen bzw. somatischen Embryonen und Anzucht bis zur Blühphase werden potenzielle Induktor-Genotypen als Kreuzungspartner verwendet. Die aus Kreuzungen entstandenen Embryonen werden detailliert auf CENH3-Funktion sowie die mitotische Chromosomenverteilung und den Ploidiegrad der Pflanzen untersucht.

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