43. Gartenbauwissenschaftliche Tagung - (DGG) und des

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Obstbau
Verstärkte Anthocyanproduktion als visueller Selektionsmarker bei der
Transformation von Apfel (Malus domestica Borkh.)
H. Li 1 , T.C. Fischer 2 , G. Forkmann 2 , H. Flachowsky 3 , V. Hanke 3 und I. Szankowski 1
1
Institut für Biologische Produktionssysteme, Fachgebiet Produktqualität – Obstbau,
Universität Hannover, Herrenhäuser Str. 2, 30419 Hannover,
Iris.Szankowski@obst.uni-hannover.de
2
Lehrstuhl für Zierpflanzenbau und Gartenbauliche Pflanzenzüchtung, TU München
3 Bundesanstalt für Züchtungsforschung an Kulturpflanzen, Institut für Obstzüchtung, Dresden
Die konventionelle Apfelzüchtung ist aufgrund der langen juvenilen Phase des Apfels und
dem hohen Grad an Heterozygotie extrem langwierig. Gentechnische Methoden ermöglichen
hier, innerhalb kurzer Zeit Schlüsseleigenschaften bereits etablierter, marktrelevanter Sorten
zu modifizieren. Bei dem Transfer von Genen werden zusätzlich Markergene eingesetzt, um
die wenigen Zellen eines Gewebes, die die fremde DNA aufgenommen haben, zu selektieren.
Bisher wurden hier Herbizid- und Antibiotikaresistenzgene verwendet, deren Einsatz aber
kritisch diskutiert wird und zukünftig eingeschränkt werden muss (EU-Freisetzungs-
Richtlinie 2001/18/EG). Da theoretisch ein visueller Marker zur Unterscheidung transgener
und nicht-transgener Zellen ausreichend ist, sollte getestet werden, inwieweit eine Verstärkung
der Anthocyansynthese in transgenen Zellen zur Selektion eingesetzt werden kann. Für
die Synthese von Anthocyanen sind insgesamt zwei Gruppen von Genen verantwortlich. Die
erste Gruppe beinhaltet die Strukturgene. Diese Gene kodieren für Enzyme, die direkt in die
biochemischen Reaktionen der Anthocyansynthese involviert sind. Zur zweiten Gruppe gehören
die regulatorischen Gene. Diese sind den Strukturgenen zeitlich vorgeschaltet. Die Produkte
dieser Gene regulieren die Expression der Strukturgene und kontrollieren somit die zeitliche
und räumliche Akkumulation von Pigmenten. Im Rahmen der Arbeit sollte getestet werden,
inwieweit die Überexpression eines regulatorischen Gens in Apfel zu einer verstärkten
Pigmentierung transformierter Zellen führt und damit als visueller Marker geeignet ist. Dazu
wurde die Apfelsorte `Holsteiner Cox` mittels Agrobacterium tumefaciens transformiert. Die
kodierende Sequenz des Gens wurde in den binären Vektor pBI121 kloniert, der weiterhin
innerhalb der T-DNA das nptII-Gen besitzt. Dadurch war es möglich, transgene Pflanzen auf
der Basis der Kanamycinselektion zu erzeugen, um an diesen die Funktion des regulatorischen
Gens an Apfel zu testen.
BHGL – Tagungsband 24/2006