Molekulare Analyse von aktivierungsmarkierten Aspen-Populus Varianten II

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Matthias Fladung
• Fachliche Zuordnung: Forstwissenschaften
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 254171702

Bisher sind nur sehr wenige natürlich entstandene Mutanten von Bäumen verfügbar. Die meisten von ihnen zeigen Mutationen im Habitus (z.B. Zwergformen, säulenförmig, pendula Mutanten) und/oder Variationen in der Blattform/-farbe (z.B. lanzettlich, brevifolia und hellgrüne Blattmutanten. in zwei vorhergehenden Projekten wurden, die Grundlagen für das Transposon (Ac aus Mais)-basierte Aktivierungsmarkierung in einer Baumart (Populus spec.) entwickelt. Proof-of-Concept für die Verwendung dieses Systems zur Erzeugung von Pappel-Mutanten wurde bereits gezeigt. in diesem Projektantrag verfolgen wir weitere sehr innovative Aspekte, nämlich (a) die bereits im vorangegangenen Projekt erhaltenen Pappel-Varianten molekular zu charakterisieren und die Funktion der Gene, die in der Mutation beteiligt sind, durch Überexpression in transgenen Pappel zu überprüfen, (b) weitere Mutanten durch Verwendung einer neuartigen und effizienten Ac-Markierungsstrategie zu erzeugen, und (c) verschiedene Möglichkeiten für die Langzeitlagerung von Mutanten sowie mutierten Gewebe (inkl. Kryokonservierung) zu testen. Die Charakterisierung der bereits erhaltenen Hybridaspenvarianten soll wie folgt durchgeführt werden: (a) alle noch verfügbaren aktivierungsmarkierten Varianten sollen weiter molekular sowie physiologisch untersucht werden, (b) für viele Varianten wurde ein für die Variation verantwortliches Kandidatengen identifiziert: die Gene von bis zu 5 interessantesten Varianten soll in einen binären Vektor kloniert und durch genetische Transformation in der Hybridaspe überexprimiert werden. Damit werden wir spätestens im 3. Projektjahr feststellen können, ob das Kandidatengen für den Phänotyp verantwortlich ist. Zusammengefasst möchten wir eine Vision entwickeln, was mit den Varianten zu tun ist und wie diese langfristig gesichert und gelagert werden können. Als eine modifizierte Tagging-Strategie möchten wir ein funktionelles ATDs-tms-basierendes Transposonsystem zur Erzeugung von Pflanzen vorschlagen, die mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit eine Transposition aufweisen (und damit putative Varianten darstellen). Hierfür muss erstens die NAM Konzentration im Regenerationsmedium optimiert und zweitens die Anzahl transgener Ausgangslinien erhöht werden, um Transpositions-inaktive Linien zu einem möglichst frühen Zeitpunkt zu eliminieren. Für die langfristige Lagerung von Varianten werden von den mutierten Linien zunächst regenerative Kalluskulturen erzeugt und bei niedriger Temperatur gehalten. Auch soll das wiederholte Abschneiden von mutierten Pflanzen im Gewächshaus getestet werden. In Zusammenarbeit mit einem französischen Labor soll die Kryokonservierung der regenerativen Kalluskulturen in flüssigem Stickstoff getestet werden. Im dritten Jahr soll vergleichend die Stabilität von mutierten Phänotypen überprüft werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen