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Produktivitätssteigerung von Pflanzen durch Activation Tag Mutagenese

Dr. Christian Blume

Leibniz Universität Hannover
Institut für Botanik
Herrenhäuser Straße 2
30419 Hannover

Tel.: +49 - (0)511 762 2633
E-Mail: blume@botanik.uni-hannover.de

Kurzbeschreibung

Um die wachsenden Bedürfnisse der Weltbevölkerung an Nahrung und Biokraftstoffen zu erfüllen, ist eine Erhöhung des Ertrags von Nutzpflanzen unumgänglich. Eine wesentliche Beschränkung des Ertrags ist die Effizienz der Fixierung von CO2 aus der Atmosphäre. Diese Effizienz wird dadurch beschränkt, dass das CO2‐fixierende Enzym Rubisco auch O2 als alternatives Substrat akzeptiert. Dies ist der Beginn des komplexen Stoffwechselwegs Photorespiration, in dessen Verlauf bereits fixierter Kohlenstoff freigesetzt und viel Energie verbraucht wird. Ergebnisse aus meiner Doktorarbeit in Verbindung mit Arbeiten anderer Arbeitsgruppen legen nahe, dass in höheren Pflanzen – ähnlich wie in Bakterien – mehrere photorespiratorische Wege mit unterschiedlicher Energiebilanz vorliegen. Die Regulation der Nutzung der verschiedenen Wege ist völlig unbekannt. Im Rahmen dieses Projekts sollen über einen Mutagenese‐Screen Gene entdeckt werden, die den Energieverlust in der Photorespiration steuern. Als innovative Mutagenese‐Technik soll der ‚Activation Tag‘ benutzt werden, bei dem einzelne Gene gezielt überexprimiert werden. Die Auswirkung auf die Energiebilanz wird über Messungen der Chlorophyllfluoreszenz im hohen Durchsatz ermöglicht. Nach Identifizierung und Klonierung der betroffenen Gene mit den Methoden der Grünen Gentechnologie soll deren Einfluss auf das Wachstum und den Ertrag mittels transgener Pflanzen untersucht werden. Es wird angestrebt, auf Basis der Erkenntnisse aus diesem Projekt einen Folgeantrag bei der DFG zu stellen, in dem die Bedeutung der identifizierten Gene für den Ertrag von Nutzpflanzen analysiert werden soll.

Laufzeit

24 Monate