Kontrollierung des Kartoffelkäfers ohne Pestizide
Die Kartoffel ist weltweit eine sehr wichtige Kulturpflanze. Sie hat viele Feinden, z.B den Kartoffelkäfer, Phytophthora und verschiedene Viren, die jährlich viele Schäden verursachen. Um diese Schäden zu reduzieren werden Pestiziden eingesetzt. Die Nutzung von Pestiziden hat aber negative Auswirkung sowohl auf die Umwelt als auch auf die Gesundheit der Menschen. Eine mögliche Methode die Kartoffelkäfer und andere Schäden zu bekämpfen, wäre die Resistenz der Pflanzen zu erhöhen (host resistance), und zwar durch die Einführung von Genen aus wilden Verwandten. Die Übertragung von Genen aus wilden Verwandten, in diesem Fall aus Solanum chacoense Bitt. in die kultivierte Kartoffel wäre hilfreich.
Diese wäre möglich durch die Manipulation der Rekombination während der Meiose. Das Manipulieren der meiotischen-Rekombination ist deswegen wichtig, weil die Rekombination zwischen den Chromosomen der wilden Verwandten und der kultivierten Pflanzen sehr niedrig ist und die Resistenz-Gene nicht ausgetauscht werden könnten. Veränderte S. chacoense Bitt., mit einer Mismatch-Reparatur Defizienz (MSH2 Mismatch-Reparaturproteine defizient) wurden benutzt um somatische Hybride zu erzeugen. Diese regenerierten somatichen Hybride zeigen Resistenz gegen Kartoffelkäfer.
In der ersten fünf Monate meiner Stipendiumszeit wurde die Geneexpression von MSH2, SPO11-1 und SPO11-2 Genen untersucht. Wir haben bemerkt, dass die Geneexpression von diesen Genen zwischen der Hybriden unterschiedlich ist. Wir konnten feststellen, dass z.T Introns aus cDNS nicht herausgespliced wurden.
In den letzten sechs Monaten meiner Stipendiumszeit habe ich mich mit einer neuen Genänderungstechnik beschäftigt. Diese heißt: Genome Editing.
Genome Editing (CRISPR/Cas9 oder Molekulare Schere) ist eine neue Technik in der Kartoffelzüchtung und zeigt eine große Potenzial um die-Resistenz gegen Schädlingen zu erhöhen. Mit dieser neue Technik wurde Mutationsinduktion in MSH2 Gen bei der Kartoffel durchgeführt. Die Agrobacterium vermittelte Transformation war erfolgreich bis hin zur Sprossinduktion. Die DNS freies Transformation mit Protoplasten war bisher nicht erfolgreich, deswegen sind hier weitere Protokoll-Optimierungen nötig. Die Transformation wurde mit dieser neuen Technik durchgeführt, weil sie eine sehr präzise Transformationstechnik ist und das End-Produkt kein genetisches Material aus fremden Organismen enthält,da für die Transformation keine DNA benutzt wird.