Auftaktveranstaltung zum Vorhaben DendroMax

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1 Auftaktveranstaltung zum Vorhaben DendroMax Entwicklung der biotechnologischen Grundlagen und praxisnaher Anbauverfahren für die Steigerung der Dendromasseproduktion in Land- und Forstwirtschaft durch Züchtung und Massenvermehrung von Hochleistungssorten ausgewählter Baumarten 15. November 2012, Pillnitz

2 Auftaktveranstaltung zum Vorhaben DendroMax Teil II: Teilvorhaben Entwicklung der biotechnologischen Grundlagen Innovative Ansätze zur klonalen Vermehrung adulter Genotypen der Lärche durch somatische Embryogenese Tim Benneckenstein & Martin Rümmler, Humboldt-Universität zu Berlin 15. November 2012, Pillnitz

3 Teil II: Teilvorhaben Entwicklung der biotechnologischen Grundlagen Innovative Ansätze zur klonalen Vermehrung adulter Genotypen der Lärche durch somatische Embryogenese

4 RUPPS, 2010 Teil II: Teilvorhaben Entwicklung der biotechnologischen Grundlagen Innovative Ansätze zur klonalen Vermehrung adulter Genotypen der Lärche durch somatische Embryogenese

5 Übersicht I. Bisheriger Wissensstand Embryogenesegene als Marker Überexpression: embryogene Kompetenz & ektopische Expression II. Ziel im Projekt Identifikation und Funktionsanalyse von Markern im Zielorganismus Larix Ektopische Expression an adultem Elitematerial

6 I. Bisheriger Wissensstand Embryogenesegene als Marker Embryogene Zelle Vegetative Zelle

7 I. Bisheriger Wissensstand Embryogenesegene als Marker Transkriptionsfaktoren: BABY BOOM (BBM) LEAFY COTYLEDON1 (LEC1) WUSCHEL-related-HOMEOBOX2 (WOX2) Transmembran-Kinase: SOMATIC EMBRYOGENESIS RECEPTOR-like KINASE (SERK) Überexpression: embryogene Kompetenz & ektopische Expression

8 I. Bisheriger Wissensstand Expressed Sequence Tags (EST) CAIRNEYet al., 2006

9 I. Bisheriger Wissensstand Embryogenesegene als Marker Relative Expressionsanalyse im Verlauf der somatischen Embryogenese bei Larix decidua relative Expression relative Expression RUPPS, 2010

10 II. Ziele im Projekt Funktionsanalyse Strategie zur Funktionsanalyse der Embryogenesegene im Labor Konstitutive Überexpression ist zur Funktionsanalyse nicht ausreichend: Schwer abzuschätzende Einflüsse auf Entwicklung Gene Silencing ist bei dauerhafter Expression wahrscheinlich Expression erst ab Keimlingsstadium erwünscht Deshalb: Einsatz induzierbarer Promotoren

11 II. Ziele im Projekt Induzierbare Promotoren Tet-Off System nach Bujard und Gossen (1992). Entnommen/modifiziert von

12 II. Ziele im Projekt Induzierbare Promotoren Kandidaten: GVG; GVE; XVE; pop/lhg4; pmdc Aber: Keine dieser Systeme wurde bisher hinreichend bei Koniferen getestet Es gilt zu erfassen: Stringenz der Kontrolle (Leakiness, lag-phasen vor und nach Applikation des Inducers, Stärke der Promotoren bei Aktivität) Hat Inducer physiologischen Einfluß? Hat Respressor/Aktivator physiologischen Einfluß? Applizierbarkeit des Inducers

13 II. Ziele im Projekt Induzierbare Promotoren Es folgt: Systematische Studie der Embryogenesegene vorerst an Keimlingen der Hybridlärche. Ergebnisse daraus stellen Voraussetzungen für Versuche mit adultem Gewebe dar.

14 Fazit genauere Funktionsanalyse bereits identifizierter Gene weitere Embryogenese-relevante Gene in Larix identifizieren geeignete Promotor-Gen-Konstrukte entwickeln

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Projektpartner: Gefördert durch:

16 Referenzen BUJARD, H., GOSSEN, M. (1992) Tight control of gene expression in mammalian cells by tetracycline responsive promoters. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 89 (12): CAIRNEY, J., ZHENG, L., COWELS, A., HSIAO, J., ZISMANN, V., LIU, J., OUYANG, S., THIBAUD-NISSEN, F., HAMILTON, J., KEVIN CHILDS, K., PULLMAN, G.S., ZHANG, Y., OH, T., BUELL, C.B. (2006) Expressed Sequence Tags from loblolly pine embryos reveal similarities with angiosperm embryogenesis. Plant Molecular Biology 62: RUPPS, A. (2010) Identifizierung und Analyse von Embryogenese-relevanten Genen der Europäischen Lärche (Larix decidua MILL.). Dissertation. Humboldt-Universität zu Berlin