08.07.2024 - Jubiläum der besonderen Art: Einmal blau gefärbt, immer blau gefärbt
Univ.-Prof. Dr. M. Laimer, MSc. P. Burillo Cartagena und Dr. E. Borroto Fernandez mit dem vor 30 Jahren transformierten Pflanzengewebe. (c) PBU
30 Jahre Stabilität bei der Expression eines eingefügten Gens (GUS) in Kirschunterlagen zeigt hohe Verlässlichkeit für Züchtungen
Durch einen Zufall sind Forscherinnen der PBU auf eine interessante Entdeckung gestoßen. Die von Univ.-Prof. Dr. Margit. Laimer und Dr. Eduviges Borroto Fernandez betreute spanische Masterstudentin Patricia Burillo Cartagena, MSc. führt derzeit Transformationsversuche bei Oliven zur Erzeugung einer Resistenz gegen das Bakterium Xylella fastidiosa durch. Zum Nachweis einer erfolgreichen Transformation mit einem Markergen war dabei passendes Pflanzengewebe als positive Kontrolle erforderlich.
An der PBU boten sich dazu die transgenen Kirschlinien mit dem GUS-Reportergen an, die die Forscher*innen vor drei Jahrzehnten, zu Beginn der Transformationsarbeiten - damals zur Erzeugung einer Virusresistenz in Steinobst - regeneriert und seither in vitro erhalten haben. Nun hat es sich gezeigt, dass die Fähigkeit zur Blaufärbung über all die Zeit erhalten geblieben ist.
„Dass die Fähigkeit zur Blaufärbung über 30 Jahre erhalten geblieben ist bedeutet, dass sich das eingefügte Gen wie ein pflanzeneigenes Gen verhält, was für Züchtungsbemühungen eine hohe Verlässlichkeit bietet“, freut sich Margit Laimer.
Dieses Reportersystem basiert auf der Fähigkeit des uidA-Gens aus Escherichia coli, das für das Enzym β-Glucuronidase (GUS) kodiert, bestimmte farblose Substrate in stabile farbige Produkte umzuwandeln.
Das häufigste Substrat für die histochemische Färbung von GUS ist 5-Brom-4-chlor-3-indolylglucuronid (X-Gluc). X-Gluc wird von GUS zu dem Produkt 5,5'-Dibrom-4,4'-dichlorindigo (diX-indigo) hydrolysiert. DiX-Indigo erscheint dadurch blau. Das Vorhandensein der GUS-induzierten Farbe zeigt an, wo und mit welcher Intensität das Gen aktiv exprimiert wird.
1994 war es den Forschenden zum ersten Mal gelungen, Markergene (uidA und nptII) in Kirschen einzuschleusen und die Funktion in den Pflanzengeweben nachzuweisen. Ausgehend von einem embryogenen Kallus von Prunus subhirtella konnten über somatische Embryonen ganze Pflanzen regeneriert werden, in deren Gewebe das Gen zu einer expressionsabhängigen Blaufärbung unterschiedlicher Intensität führte.
Dieses Material hat es ermöglicht, interessante Aspekte in Bezug auf die Dauer, aber auch auf die Stressreaktion in der Expressionshöhe eingefügter Gene zu untersuchen und mehrere peer-reviewte Artikel zu veröffentlichen (siehe Website PBU).
Glücklicherweise haben auch die aktuellen die Transformationsversuche an Oliven zu einem positiven Ergebnis geführt, was für Patricia Burillo Cartagena zu einem besonders erfreulichen Abschluss ihrer Masterarbeit beiträgt.