Das Projekt "Ermittlung des Überdauerungs- und Austragspotenzials von gentechnisch veränderten Agrobakterien nach Einsatz in der 'floral dip' - Methode zur Erzeugung gentechnisch veränderter Pflanzen im Gewächshaus" wird/wurde gefördert durch: Landesamt für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz (LUGV). Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landschaftsbiogeochemie.Die Transformation von 'Arabidopsis thaliana' über die so genannte 'floral dip'-Methode vereinfacht die Erzeugung gentechnisch veränderter Pflanzen. Es ist keine Gewebekultur bzw. keine Regenation der transgenen Pflanzen mehr notwendig. Dies bedeutet auch den Wegfall der Selektion gegen die 'Agrobacterium'-Stämme mit entsprechenden Antibiotika nach der Transformation. Ziel des Projekts ist es, zu prüfen, inwieweit die neue Transformationsmethode eine Persisitenz der verwendeten Agrobakterien und ggf. einen Gentransfer in die autochthone Bakterienflora der Pflanzen ermöglicht.
Das Projekt "ISCB - Genetic diversity and RNAi-based control of cassava mosaic geminiviruses in India." wird/wurde ausgeführt durch: Universität Basel, Botanisches Institut, Abteilung Pflanzenökologie.Cassava is a crop used by subsistence farmers in tropical and subtropical regions. It is extensively cultivated in certain regions of India and also in other Asian and African countries, and its cultivation is expected to further increase due to climate changes and increased water shortage, since cassava is drought-adaptive. Viruses, especially the begomoviruses Indian cassava mosaic-, Sri Lankan cassava mosaic- and African Cassava mosaic viruses (ICMV,SLCNV,ACMV here commonly I/SL/ACMV) cause dramatic losses in cassava cultivation. The plant recognizes viral RNA in the form of double-strand (ds)RNA, a by-product of virus replication. Long dsRNA is chopped by dicer enzymes into small interfering (si)RNAs, 21 to 24 base pair duplexes, consisting of a guide and a passenger-strand. The guide-strand forms together with the Slicer protein AGO a 'RISC'-complex which recognizes and cleaves cognate, i.e. in our case viral RNA. A remarkable feature of RNA interference (RNAi) is that, once started, it initiates a positive feedback loop, whereby the sliced RNA fragments are converted to more dsRNA by host RNA-dependent RNA polymerase, which give rise to more siRNAs. Furthermore, siRNAs or other components of the silencing pathway invade the plant systemically and protect from virus proliferation. Our antiviral strategy is to shift this equilibrium in favour of the plant by providing dsRNA cognate to the virus sequences. As a result, more siRNAs are produced, more virus RNA is destroyed and more systemic silencing signal reaches the growing tissue. Finally plants recover fast from initial infection or even become immune to incoming virus. Our project involves isolation, sequencing and cloning of the I/SL/ACV virus populations and their satellites occurring in the states of Andhra Pradesh, Maharashtra, Kerala, and Tamil Nadu. From these sequences a series of constructs will be derived that express hairpins, i.e. dsRNA with a loop between the RNA arms. We will construct variants that target all these viruses, including those that mimic natural micro (mi)RNAs or transacting (ta)siRNAs down-regulating host genes, and those provided with constitutive or virus-inducible promoters. We will optimize these constructs in transient assays to select those most efficient in initiating siRNA production. Selected constructs will then be cloned in Agrobacterium Ti-plasmid vectors and used for transformation of host plants. Although virus-resistant cassava is our goal, preliminary tests of the constructs could also be performed with the easily transformable Nicotiana benthamiana in one of our labs, as has been done by the applicants for African cassava mosaic begomovirus or with a more easily transformable model cassava cultivar with the help of Dr. Peng Zhang, Chinese academy of Science, Shanghai, thus extending a former collaboration of the Basel group with him.
Das Projekt "Teilprojekt: Modellierung des Genflusses bei Pappel in einer realen Landschaft^Biologische Sicherheit nutzbarer transgener Gehölze^Teilprojekt: Untersuchung der Möglichkeit eines horizontalen Gentransfers von zur Transformation benutzten Agrobakterien auf endophytische Bakterien in Pappel^Einfluss von Transgenen auf Pflanzen-assoziierte Mikroorganismen und Nutzung von systemisch erworbenem Silencing zur Verhinderung einer Auskreuzung bei Apfel, Teilprojekt: Mykorrhizale Symbiosen bei gentechnisch veränderten Apfelbäumen mit erhöhter Pilzresistenz" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Leipzig, Institut für Biologie I, Abteilung Allgemeine und Angewandte Botanik.
Das Projekt "Untersuchung des horizontalen Gentransfers in die bakterielle Endophytenmikroflora von Forstgehölzen und Abschätzung einer möglichen Ausbreitung transgener DNA in die Umwelt" wird/wurde gefördert durch: Landesamt für Verbraucherschutz und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landschaftsbiogeochemie.Im Projekt soll die ökologische Relevanz eines horizontalen Gentransfers innerhalb der endophytischen Mikroflora von Forstgehölzen untersucht und bewertet werden. Hierzu wird in einem Modellsystem mit Pappel-Stecklingen/Jungpflanzen ein Gentransfer über die bakterielle Konjugation in die Endophytenmikroflora induziert. Der Gentransfer erfolgt durch ein rekombinantes Plasmid mit einem geeigneten Reportergen, das in vitro in einen Agrobakterien- und einen endophytischen Bakterienstamm eingebracht wurde. Es wird geprüft, inwieweit sich das rekombinante Plasmid in der Endophytenmikroflora etablieren kann. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Abschätzung des Entlassens des rekombinanten Plasmids aus der Endophytenmikroflora der Pappel in verschiedene Umweltmedien (Boden und zersetztes Pflanzenmaterial).
Das Projekt "Teilprojekt: Modellierung des Genflusses bei Pappel in einer realen Landschaft^Biologische Sicherheit nutzbarer transgener Gehölze^Einfluss von Transgenen auf Pflanzen-assoziierte Mikroorganismen und Nutzung von systemisch erworbenem Silencing zur Verhinderung einer Auskreuzung bei Apfel, Teilprojekt: Untersuchung der Möglichkeit eines horizontalen Gentransfers von zur Transformation benutzten Agrobakterien auf endophytische Bakterien in Pappel" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei, Institut für Forstgenetik.Es soll untersucht werden, ob bei der Erzeugung gentechnisch veränderter Pappeln durch Transformation mit Agrobacterium tumefaciens ein Risiko des horizontalen Gentransfers transgener DNA auf die in den Pflanzen enthaltenen (endophytischen) Bakterien besteht. Daneben soll geprüft werden, ob und wie lange die verwendeten Agrobakterien in den transgenen Pappeln persistieren können. Die in vielen Gehölzen nachgewiesenen endophytischen Bakterien sollen isoliert, morphologisch/physiologisch charakterisiert und mit genetischen Methoden identifiziert werden. Für einzelne Gruppen endophytischer Bakterien wird eine mögliche Übertragung der transgenen DNA von den Agrobakterien über den Prozess der Konjugation in vitro überprüft. Ebenfalls wird die Möglichkeit dieses horizontalen Gentransfers nach der Transformation von Pappeln untersucht. Die Analyse der gentechnisch veränderten Pappeln erfolgt zu unterschiedlichen Zeiten nach der Transformation und in transgenen Pappeln, die bereits vor Jahren transformiert wurden. Im Ergebnis des Projekts soll die Wahrscheinlichkeit eines Gentransfers von transgener DNA auf die endophytische Mikroflora am Modellorganismus Pappel abgeschätzt werden.
Das Projekt "Strategien zur Etablierung biologischer Sicherheit in Feldversuchen mit genetisch verändertem Getreide" wird/wurde ausgeführt durch: Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Phytopathologie.In einem Verbundprojekt der Justus-Liebig-Universität Gießen, des IPK Gatersleben und der Maltagen GmbH, Andernach, werden transgene Gerstenlinien mit erhöhter Pilzresistenz oder verbesserte Futtereigenschaft bezüglich sicherheitsrelevanter Eigenschaften untersucht. Folgende Transgene stehen zur Verfügung: (a) Das thermostabile (1,3-1,4)-beta-Glucanase Gen aus Bacillus amyloliquefaciens liegt bereits in modernen Hochleistungssorten vor und wird seit 1996 unter Feldbedingungen an der Washington State University, Pullman, WA USA evaluiert. (b) Transgene Pflanzen, die das Trichoderma harzianum ThEn42 Gen für Endochitinase Aktivität ausdrücken, zeigen Resistenz gegenüber einem Wurzelkrankheitskomplex verursacht durch Rhizoctonia solani und Rhizoctonia oryzae mit soweit heute bekannt hoher Gattungsspezifität. Der künftige Markt für diese und weitere erst zu erstellende optimierte Transformanten der transgenen Eigenschaft 'Pilzresistenz' ist deshalb so groß, weil insbesondere die Kontrolle von Wurzel- und Ährenpathogenen unter heutigen Produktionsbedingungen aufgrund fehlender oder unzureichender chemischer Wirkstoffe und nicht existierenden resistenten 'germplasms' problematisch ist. Ganz gezielt könnte damit ein Einsatz der hier unter Sicherheitsaspekten bearbeiteten transgenen Pflanzen zu einer substanziellen Lösung von schwerwiegenden Problemen des weltweiten Pflanzenschutzes auf Basis biotechnologischer Strategien beitragen. In dem vorgeschlagenen Projekt sollen die transgenen Pflanzen im Gewächshaus und im Feldanbau unter folgenden Aspekte untersucht werden: (a) Eine detaillierte Studie der direkten Interaktion von (transgener) Pflanze mit pilzlichem Mikroorganismus sowie eine Studie zur Epidemiologie der Pilzentwicklung auf transgener Gerste unter Feldbedingungen (inkl. nützlichen Endophyten und Mykotoxinbildnern). (b) Evaluation der Effekte des Transgens auf die substanzielle Äquivalenz sowie auf Inhaltsstoffe und Kornqualität unter den Bedingungen des Feldanbaus (Pathogendruck und Mykorrhizierung). (c) Verbesserung der Transformationseffizienz und Sicherheit durch gezielte Einzelintegration des Transgens bei Agrobakterium vermittelter Transformation unter Verwendung von synthetischen T-DNAs. Die Feldstudien sollen unter den Produktionsbedingungen des 'low inputs' (reduzierte Bodenbearbeitung, reduzierte Pflanzenschutzmaßnahmen, reduzierte Saatdichte, reduzierte Düngung) im Vergleich zu intensiver Bewirtschaftung vergleichend angelegt werden. Einen Kern des Projektes bildet die Frage nach dem Verhalten von, transgener pilzresistenter Gerste auf die Besiedlung durch schädliche Pathogene und nützliche Endophyten. usw.
Das Projekt "Erzeugung transgener Gehölze und Sicherheitsforschung unter besonderer Berücksichtigung der Endophytenproblematik - Literaturstudie" wird/wurde gefördert durch: Landesamt für Verbraucherschutz, Landwirtschaft und Flurneuordnung (LVLF). Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landschaftsbiogeochemie.Ziel des Projektes ist die Erstellung einer Literaturübersicht zum Stand der Entwicklung transgener Gehölze und zu den Möglichkeiten (Risikopotential) eines horizontalen Gentransfers in Forstgehölzen. Bei der Erzeugung transgener Gehölze werden binäre Vektoren verwendet, die aus den natürlichen Ti-Plasmiden von Agrobakterien entwickelt wurden. Mit Hilfe dieser Vektorsysteme wird die zu übertragende rekombinante DNA in die Pflanzenzellen eingeschleust. Daneben kann die DNA über bakteriellen Gentransfer auch in andere Bakterien übertragen werden. Durch das Vorhandensein endophytischer Bakterien in Bäumen und die relativ lange Persistenz der Agrobakterien in transformierten Gehölzen besteht somit ein Risiko des horizontalen Gentransfers, das bisher kaum beschrieben wurde. In der Studie wird der Kenntnisstand zum Vorkommen von Endophyten in Forstgehölzen, zur Persistenz von Agrobakterien sowie zu den Mechanismen des bakteriellen Gentransfers dokumentiert. In Verbindung mit den Eigenschaften der verwendeten Vektoren werden hieraus prinzipielle Möglichkeiten für den Gentransfer in die Endophytenflora beschrieben und Schlussfolgerungen für den Forschungsbedarf abgeleitet.
Das Projekt "FP3-AIR, Resistance Against Cucumber Mosaic Virus (CMV) in Tobacco and Tomato" wird/wurde gefördert durch: Kommission der Europäischen Gemeinschaften Brüssel. Es wird/wurde ausgeführt durch: Höchst Research and Technology.General Information: The objective of the project is the cleavage of the CMV RNA genome by ribozymes, for which the genetic information will be engineered into the plant genome via the Agrobacterium technique. Transgenic plants will be tested by inoculation with purified virus particles.
Das Projekt "Teilprojekt 7: Klonierung und Optimierung von Expressionskassetten und Genen des T-DNA Integrationskomplex aus Agrobakterien für die Mikroinjektion^Teilprojekt 8: Eliminierung von Transformationsmarkern durch die Kopplung mit einem N-Acetyl-phosphinothricin-Deacetylase-Gen als induzierbarem negativem Selektionsmarker^Teilprojekt 11: Markergeneleminierung basierend auf unabhaengiger Co-Integration nach Agrobacterium tumefaciens-vermittelter Transformation^Gezielte Uebertragung minimierter Transgensequenzen mit optimierter Funktion^Teilprojekt 10: Neue Strategien zur Begrenzung der zu uebertragenden Gensequenz auf das funktionell notwendige Mass durch Mikroinjektion^Teilprojekt 9: Entwicklung alternativer Markergene für die Selektion gentechnisch veraenderter Pflanzen und Etablierung der Plastidentransformation in Raps, Teilvorhaben 6: Erzeugung markergenfreier Pflanzen durch Nutzung des gamma-delta Resolvase/res Rekombinationssystems.." wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft.Verbundziel ist die gezielte Uebertragung minimierter Transgensequenzen mit optimierter Funktion. Nach konventioneller, markergengestuetzter Identifikation transgener Kartoffelpflanzen soll durch die Anwendung des gamma-delta Resolvase/res Rekombinationssystems die uebertragene DNA auf funktionelle Elemente beschraenkt werden. Mit diesem neuartigen Verfahren werden optimierte, transgene Pflanzen erzeugt, die keine Markergene tragen. Es wird das asGBSS Zielgen mit einer von res Sequenzen flankierten Markergenkassette in Kartoffelpflanzen eingebracht. Als Selektionsmarker wird das 2-DOG-6-Phosphat Phosphatase Gen eingesetzt. Die res flankierte Kassette enthaelt zudem das negativ selektionierbare N-Acetyl-Phosphinotricin Deacetylasegen. In einem zweiten Schritt wird gamma-delta Resolvase zur sequenzspezifischen Deletion der Markergenkassette transient appliziert. Markergenfreie Pflanzen koennen durch Gabe von N-Acetyl-Phosphinotricin selektioniert werden. Im Erfolgsfall wird das gamma-delta Resolvase/res System allen interessierten Partnern des Verbunds mit dem Ziel der koordinierten Weiterentwicklung, insbesondere zur Uebertragung auf andere Kulturpflanzen zur Verfuegung gestellt.
Das Projekt "Teilprojekt 8: Eliminierung von Transformationsmarkern durch die Kopplung mit einem N-Acetyl-phosphinothricin-Deacetylase-Gen als induzierbarem negativem Selektionsmarker^Teilprojekt 11: Markergeneleminierung basierend auf unabhaengiger Co-Integration nach Agrobacterium tumefaciens-vermittelter Transformation^Teilprojekt 9: Entwicklung alternativer Markergene für die Selektion gentechnisch veraenderter Pflanzen und Etablierung der Plastidentransformation in Raps^Gezielte Uebertragung minimierter Transgensequenzen mit optimierter Funktion^Teilprojekt 10: Neue Strategien zur Begrenzung der zu uebertragenden Gensequenz auf das funktionell notwendige Mass durch Mikroinjektion, Teilprojekt 7: Klonierung und Optimierung von Expressionskassetten und Genen des T-DNA Integrationskomplex aus Agrobakterien für die Mikroinjektion" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie.*Im Rahmen des Projektes wurden alle notwendigen Ausgangsmaterialien für die DNA Mikroinjektion hergestellt. Hierzu wurden für das Reporterenzym GFP sowie das Resistenzgen gegen Verticillium dahliae verschiedene reine Expressionskassetten hergestellt. Die Gene standen dabei unter transkriptioneller Kontrolle des konstitutiven 35S Promotors. Es galt zu prüfen, ob und inwieweit die Transformationseffizienz durch die Verwendung der Restriktionsenzyme (Munl, I-Scel) oder der Integrationsproteine aus Agrobakterium tumefaciens (Agroinjektion) im Vergleich zu nackter DNA gesteigert werden kann. Unter Berücksichtigung der verschiedenen Strategien sollten für diese Gene transgene Pflanzen der ersten (mit selektiven Marker) und zweiten Generation (ohne selektiven Marker) erzeugt werden. In anschließenden DNA-Mikroinjektionsexperimenten konnten transgene Pflanzen der ersten Generation nur unter Verwendung der 'Agroinjektion' erzeugt werden. Für beide Konstrukte konnten mehrere unabhängige Pflanzen etabliert werden, wobei die molekulare Analyse des Genoms eindeutig das Vorliegen von Mehrfachintegrationen gezeigt hat. Der Nachweis der Expression der Gene konnte zudem mittels Northern- und Western Analytik belegt werden. Transgene Pflanzen der zweiten Generation konnten im Projekt nicht identifiziert werden, was sehr wahrscheinlich auf das Fehlen eines selektiven Markers zurückzuführen ist. Bei Nichtverwendung selektiver Medien können transgene Zellen sehr einfach durch Wildtypzellen überwuchert werden, da diese vorab nicht verletzt wurden (Mikroinjektion) und somit zeitlich schneller Kalli ausbilden können. Die erzielten Ergebnisse sind künftig von großem Nutzen für die Weiterentwicklung der DNA-Mikroinjektion als Alternative zu bestehenden Pflanzentransformationssystemen. Mittlerweile konnten wir in Zusammenarbeit mit der Universität Giessen zeigen, dass mit nur geringfügigen Abweichungen in den Parametern die Erzeugung transgener Pflanzen ohne Agroinjektion möglich wird. Nach Verifizierung dieser Modifikationen wäre denkbar, die Mikroinjektion ohne großen Aufwand auch kommerziell zu nutzen, welches im Sinne des Verwertungsplanes ist.
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