PDF / 53,9 MB - Bundesforschungsanstalt für Forst- und Holzwirtschaft

Handelssaatgut nur in nach bestimmten Kriterien zugelassenen
Erntebeständen oder Samenplantagen geerntet werden darf.
Die bekannte Fähigkeit der Robinie zur Bildung von klonal aufgebauten
Beständen wurde jedoch dabei noch nicht berücksichtigt.
In einer aktuellen Untersuchung geht es um die Frage, welche genetische
Zusammensetzung das Saatgut aus Robinienbeständen
hat, da durch die anzunehmende klonale Struktur der Elterngeneration
in größerem Umfang mit Bestäubungen zwischen genetisch
identischen Individuen gerechnet werden muss. Für die
genetische Charakterisierung der Eltern- und Nachkommengeneration
wurden nukleare Mikrosatellitenmarker etabliert, die eine
wesentlich größere Variabilität aufweisen als die früher verwendeten
Isoenzymmarker. Dadurch kann gewährleistet werden, dass
Bestäubungsverhältnisse und Inzuchtraten relativ genau ermittelt
werden können. So konnte zunächst anhand von 14 Mikrosatellitenloci
festgestellt werden, dass ein Robinienbestand mit 218
Individuen aus nur zwei Klonen besteht, die sich räumlich voneinander
abgrenzen (Abb.6). Dieser Bestand entspricht der für diese
Baumart gesetzlich vorgeschriebenen Größe von 0,25 ha. Die
weiteren Untersuchungen beziehen sich nun auf einzelbaumweise
geerntete Nachkommenschaften und auf Robinien in der Umgebung
des Erntebestandes, die als Bestäuber in Frage kommen.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
KlonA
KlonB
10 20 30 40 50 60
Abb.6: Klonale Struktur eines Robinienbestandes (Achsenbeschriftung
in Meter) – Clonal structure of a Black Locust stand (scale in
meters)
Die Ergebnisse werden Schlussfolgerungen für Kriterien zur Zulassung
von Erntebeständen der Robinie und für die Ernte selbst
erlauben, die die biologische Besonderheit einer Baumart mit
Bericht des Instituts für Forstgenetik (FG)
vegetativer Ausbreitung und Möglichkeit zur Selbstbestäubung
berücksichtigen.
3 Potenzial- und Risikobewertung von Biotechnologie
3.1 Analyse von geschlechtsgekoppelten P. tremuloides
BAC-Klonen mit Sequenziertechniken der nächsten Generation
– Analysis of sex-linked P. tremuloides BAC-clones using
next-generation sequencing technologies
Birgit Kersten, Matthias Fladung
Wie es in Pappeln zur Determinierung des Geschlechts kommt,
ist bisher nicht geklärt. Für Aspen ist es uns gelungen, Mikrosatellitenmarker
zu entwickeln, die in Frühselektionstests möglicherweise
für die Bestimmung des Geschlechts verwendbar sind.
Diese Marker sind in einer zentralen Region der genetischen Karte
des P. tremuloides-Chromosoms 19 (männliches Allel) positioniert
und ihre Sequenzen finden sich auch im zentralen Bereich
der P. trichocarpa-Sequenz von Chromosom 19 wieder.
Mit Hilfe von DNA-Sonden, welche von der Sequenz der Mikrosatellitenmarker
abgeleitet wurden, konnten zwei BAC-Klone
aus einer BAC-Bibliothek (Fladung et al., 2008) von P. tremuloides
(männlicher Klon Tur-141) selektiert werden. Diese Klone
enthalten die genomische Region um die Mikrosatellitenmarker
BP82 (BAC96P5a) bzw. BP60 (BAC) (Pakull et al., Manuskript im
Druck).
Um die Sequenzen dieser BAC-Klone aufzudecken, wurde die
extrahierte DNA mit Sequenziertechniken der nächsten Generation
analysiert (454-Sequenzierung, GATC Biotech AG). Es wurden
mehr als 60.000 Sequenzstücke für beide BACs generiert,
welche mit zwei unterschiedlichen Programmen (Newbler und
Mira) zu Gruppen (sog. „Contigs“) konstruiert („assembliert“)
wurden. Das größte Contig (38.518 bp) wurde durch „Mira“
für BAC96P5a assembliert. Unter Verwendung der Endsequenzen
beider BAC-Klone wurden jeweils die 5’- and 3’-Contigsequenzen
bestimmt. Für das weitere Zusammensetzen der
Contigs zu Gerüsten („Scaffolds“) werden derzeit verschiedene
bioinformatische Strategien getestet. Die erste Anwendung einer
von uns entwickelten Methode (seed extension) resultierte
in 6 bzw. 4 Scaffolds für BAC110J22/BAC96P5a. Die Sequenzlänge
aller Scaffolds („Consensus-Sequenz“) lässt BAC-Größen
von 60 kb (BAC110J22) und 50 kb (BAC96P5a) erwarten, womit
bereits etwa 1% der geschätzten Gesamtlänge der Chromosom
19-Sequenz von P. tremuloides abgedeckt wären. Es ist geplant,
eine funktionelle Annotierung der finalen BAC-Sequenzen vorzunehmen.
Insbesondere sollen diese nach weiteren potenziell
geschlechtsbestimmenden Regionen untersucht werden.
3.2 Genflussvermeidung bei transgenen Pappeln – Gene
containment in transgenic poplar
Hans Hönicka, Denise Lehnhardt, Matthias Fladung
Strategien zur Vermeidung eines vertikalen Gentransfers aus transgenen
Bäumen werden im Rahmen des Projekts Biosicherheit (www.
biosicherheit.de) untersucht. Unsere Studien werden schwerpunkt-
75 81