Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Trihydroxyacylglycerinsynthese in transgenem Raps

Anschrift
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 1 - Mathematik - Informatik - Naturwissenschaften - Fachgruppe Biologie - Institut für Biologie I
Worringer Weg 1
52074 Aachen
Kontakt
Prof. Dr. Margit Frentzen
Tel: +49 241 80-6641
E-Mail: frentzen@bio1.rwth-aachen.de
FKZ
22010897
Anfang
01.01.1999
Ende
31.03.2003
Ergebnisdarstellung
Durch gentechnologische Methoden sollten Industrierapslinien als Ausgangsmaterial für die Züchtung entwickelt werden, die Hydroxyfettsäuren wie Lesquerolsäure (20:1-OH) in allen drei Positionen ihrer Samenöle akkumulieren. Um eine Einschleusung von 20:1-OH ins Rapsöl zu erreichen, wurden Acyltransferasesequenzen aus Lesquerella lindheimeri kloniert und funktional charakterisiert. Es gelang Diacylglycerin-Acyltransferasen (DAGATs) zu identifizieren, die eine ausgeprägte Selektivität für 20:1-OH-CoA besitzen. Die L. lindheimeri-LPAATs können dagegen nur dann 20:1-OH ins Samenöl einführen, wenn sie einen hohen 20:1-OH-Gehalt versorgt werden, um neben ungesättigten C18-Fettsäuren auch 20:1-OH in der mittleren Glycerinposition des Öls zu verestern. Für das Vorhaben eignen sich die L. lindheimeri-LPAATs nicht besser als die Escherichia coli-LPAAT, mit deren Sequenz chimäre Genkonstrukte erstellt und auf Raps übertragen wurden. Die Analysedaten der transgenen Raps-RS306-Linien mit LPAAT-Mehrfachgenkonstrukten zeigten, dass sich der E.coli-LPAAT für die Einschleusung von C20-Fettsäuren in die mittlere Glycerinposition eignet, der Napinpromotor eine wesentlich stärkere samenspezifische Expression bewirkt als der DC3-Promotor und die mutierte Hefe-LPAAT die mikrosomalen Elongasesysteme der Rapssamen nur in gewissen Grenzen stimuliert, so dass der Gehalt an sehr langkettigen Fettsäuren im Rapsöl über 70% mit Hilfe dieses Enzyms nicht gesteigert werden kann. Mit Hilfe chimärer Hydroxylasegenkonstrukte wurde eine Hydroxyfettsäuresynthese in tansgenen Rapspflanzen der Sorte ‚Drakkar', aber nicht in denen der RS306-Linien erreicht, obwohl die Hydroxylasen in beiden Linien exprimiert wurden. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass für eine Hydroxyfettsäuresynthese in den Samen der Transformanten nicht nur die Fettsäuredesaturaseaktivitäten, sondern auch weitere Enzymaktivitäten kritisch sind.
Aufgabenbeschreibung
Lesquerolsäure-haltiges Rapsöl stellt für die chemischen Industrie eine attraktive nachwachsende Alternative zu petrochemischen Rohstoffen dar. Als langkettige Hydroxyfettsäure bietet sie vielfältige Weiterverarbeitungsmöglichkeiten. Das Ziel des Forschungsvorhaben ist die Entwicklung von neuen Industrierapslinien, die ungewöhnliche Fettsäuren, wie z.B. Lesquerolsäure, in alle drei Glycerinpositionen ihrer Samenöle einbauen und damit auch diese Fettsäuren mit einer hohen Ausbeute liefern. Zur Realisierung des Zieles sollen Genkonstrukte entwickelt und auf Raps übertragen werden, die den Einbau von ungewöhnlichen Fettsäuren in allen drei Glycerinpositionen bewirken.

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