Dr. Ivo Feußner
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31.12.2001

Ziel des Projektes war die Produktion von hydroxylierten Fettsäuren im Samenöl von transgenem Lein. Diese Modifikation sollte mit einer für Triglyceride spezifischen Lipoxygenase (LOX) erreicht und im Samen expremiert werden. Arbeitsschwerpunkte: a) Optimierung der katalytischen Aktivität der verwendeten LOX, Transgene Pflanzen von wurden auf den Gehalt an hydroxylierten Fettsäuren (Hydroxy-octadecatriensäure - HOTE und Hydroxy-octadecadiensäure - HODE) im Samen untersucht. Dabei zeigte sich, dass nur wenige Nachkommen einer Pflanze einen deutlich erhöhten Gehalt aufwiesen. Maximal konnten 2% HO(D/T)E in einem Sortenkonstrukt nachgewiesen werden. Dies entspricht der 100fachen Erhöhung im Vergleich zum Wildtyp. In Sorten mit einem überwiegenden Anteil an Linolsäure waren die Unterschiede dagegen nicht so ausgeprägt. b) Eignung von Promotoren in Lein Es wurden Promotorstudien mittels GUS-Analyse durchgeführt. Die GUS-Aktivität nahm in der Reihenfolge KCS, Napin, LeB4 und USP zu. Die Positivkontrolle (35S) lag zwischen letzteren und die Negativkontrolle besaß so gut wie keine Aktivität. Dabei ist festzustellen, dass KCS und Napin nur etwa 1% der Aktivität von 35S besitzen. Die GUS-Aktivitäten aller vier Promotoren sind jedoch im Lein niedriger als die aus früheren Versuchen bekannten Aktivitäten in den Herkunftspflanzen bzw. in verwandten Arten. Somit sind leineigene Promotoren anzustreben. c) Nachkommenschaftsanalysen In der letzten Förderphase wurden noch nicht untersuchte Linien (30 F2) und Nachkommen aller erhaltenen Linien (245 F3) auf erhöhten Gehalt an hydroxylierten Fettsäuren analysiert. Dabei konnten sowohl in der F2 als auch in der F3 keine erhöhten Gehalte festgestellt werden. Ergebnis: Es ist durch diesen Ansatz nicht gelungen den Gehalt an hydroxylierten Fettsäuren (HO(D/T)E) stabil über mehrere Generationen im Lein zu erhöhen.

Das Ziel des Vorhabens ist die gentechnologische Erzeugung von Pflanzenölen, deren Fettsäuren so modifiziert sind, dass sie erstens eine Hydroxylgruppe und zweitens in unmittelbarer Nachbarschaft dazu ein konjungiertes trans-cis-Doppelbindungspaar aufweisen. Eine derartige Funktionalisierung kann mit Hilfe von Lipoxygenasen erfolgen. Diese Enzyme sind normalerweise während der Samenkeimung aktiv, wo sie für die Mobilisierung der gespeicherten Fette verantwortlich sind. Durch eine vorgelagerte Expression der Gene für diese Enzyme ist es möglich, die entsprechenden Modifikationen bereits im reifenden Samen zu erzielen. Die für eine Transformation notwendigen Gene stehen zur Verfügung, als Empfängerpflanze ist Lein geplant. Durch seinen hohen Anteil an mehrfachungesättigten Fettsäuren bringt er ideale Voraussetzungen mit. Das Vorhaben wurde zunächst am IPB Halle bearbeitet und wird nun am IPK fortgesetzt. Als Partner sind das Institut für Allgemeine Botanik der Universität Hamburg und die Deutsche Saatveredelung, Lippstadt (DSV) eingebunden.