Inhibition der Photorespiration in C3-Pflanzen durch Gentransfer

• Antragsteller: Dr. Heinz-Josef Hirsch
• Fachliche Zuordnung: Biochemie und Biophysik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2003
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5246206

Ziel ist es, einen CO2-Fixierungsmechanismus (3.1.1.), der dem von Hydrilla verticillata (2.1.3.) gleicht, in C3-Kulturpflanzen zu etablieren. H. verticillata, eine submers lebende höhere Pflanze, zeigt den größten Teil des Jahres eine C3-typische CO2-Fixierung mit der damit verbundenen Photorespiration (CO2-Verlust). Bei niedrigem CO2-Gehalt im Wasser wird durch Induktion eine C4-ähnliche CO2-Fixierung induziert, die die Phororespiration deutlich verringert; der Kompensationspunkt G sinkt von ca. 45 ml CO2/L auf 15. Dazu wird die Expression einiger Gene wie ppc, NADP-Me und PPDK-Gen gesteigert. Unsere Arbeiten beschränkten sich bisher im Wesentlichen auf den Transfer einzelner C4-typischer Gene (ppc, NADP-Me, PPDK-Gen, pps, pck, ppt) in S. tuberosum und N. tabacum. Nun sollen verstärkt Mehrfach-Transformanten erzeugt werden. In S. tuberosum Doppeltransfomanten mit erhöhten PEPC- und NADP-ME-Aktivitäten sinkt G* deutlich unter Wildtypniveau auf ca. 20 ml CO2/L und der Elektronenbedarf (e/A) wird bei erhöhter Temperatur um 35% reduziert. Pflanzen mit gleichzeitig erhöhten PEPC-, NADP-ME-, P-, PCK- und TPT-Aktivitäten sollten im Verlaufe des Jahres 1999 verfügbar sein. Wir stehen insbesondere mit untereinander ko-operierenden japanischen und amerikanischen Arbeitsgruppen in starker Konkurrenz.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Dr. Rainer E. Häusler; Professor Dr. Fritz Matthias Kreuzaler