Prof. Dr. Wolfgang Wohlleben
Tel: +49 7071 29-76944
E-Mail schreiben

31.01.2009

In der Projektphase IIb sollten transgene Cyanophycin-produzierende Pflanzen über HPLC-Untersuchungen zur Stoffwechselkontrolle analysiert werden. Außerdem sollten mögliche Mangelzustände in Cyanophycin-produzierenden Pflanzen durch das Einbringen von bakteriellen Stoffwechsel-Genen ausgeglichen werden. In der Förderphase wurde zum einen die Probenaufbereitung für die Aminosäure(AS)-Aanalytik weiter optimiert, zum anderen wurde die HPCL-Methode weiterverbessert. Tabakpflanzen ohne Expression der Cyanophycin-Synthetase, aber Expression unterschiedlicher bakterieller Glutamin-Synthetasen zeigten keinen Einfluss auf den pflanzlichen AS-Stoffwechsel. Bei Hoch-Cyanophycin-produzierenden Tabakpflanzen konnte Arginin bei erhöhter Cyanophycin-Synthetase als limitierender Faktor bei der Optimierung der Ausbeute bestimmt werden. Kartoffelpflanzen mit knollenspezifisch plastidärer Expression der Cyanophycin-Synthetase wiesen keinen Unterschied in der Zusammensetzung des gebundenen Aminosäure-Pools auf. Betrachtete man den freien AS-Pool, so waren Aspartat uns Glutamat limitiert. Bei Kartoffelpflanzen des Freiland- und Gewächshausversuches 2006 mit konstitutiv plastidärer Expression der Cyanophycin-Synthetase, fiel eine starke Linienspezifität auf, jedoch keine Änderungen im gebundenen AS-Pool in Abhängigkeit der Anzuchtbedingungen und des Stickstoffangebots. Zum Ausgleich möglicher Mangelzustände wurden verschiedene Shuttlevektoren konstruiert, die eine plastidäre Expression der Gene in den entsprechenden Pflanzen ermöglichen.

Das Ziel dieses Vorhabens ist es, die zur transgenen Cyanophycin-Synthese verwendeten Wirtsstämme von Solanum tuberosum durch N-Engineering zu optimieren. Neben verschiedene bakterielle Glutaminsynthetase (GS)-Gene sollen weitere Gene des bakteriellen Stickstoff-Metabolismus bereitgestellt werden, um deren Expression und deren Einfluss auf die transgene Synthese des N-haltigen Cyanophycins in Höheren Pflanzen molekularbiologisch zu analysieren. Außerdem soll untersucht werden, wie sich die Koexpression prokaryotischer NAG-Kinase-Gene auf die Arginin-Versorgung der Cyanophycinsynthetase im transgenen Produzenten auswirkt. Die Auswirkungen der genetischen Modifikationen auf den Aminosäure-Stoffwechsel der Wirtspflanzen soll über HPLC-Analyse bestimmt werden. Die Umsetzungs- und Verwertungsmöglichkeiten der Vorhabenergebnisse sind im Gesamtantrag der Verbundpartner dargestellt.