Die Verwendung von fossilem Torf für Substrate im Erwerbsgartenbau trägt substantiell zur Klimaerwärmung bei (CO2-Emission), führt zu Verlusten an Biodiversität und anderen Moor-Ökosystemdienstleistungen sowie an landwirtschaftlich nutzbarer Fläche. Torfmoos-Biomasse ist die meistversprechende Alternative. Sie kann mit vielfältigen Benefits nachhaltig auf wiedervernässtem, degradiertem Hochmoor kultiviert werden. Diese Paludikultur reduziert CO2-Emissionen, erhält landwirtschaftliche Flächen, erhöht Biodiversität, erhält Arbeitsplätze im ländlichen Raum und stärkt die regionale und nationale Wirtschaft. Die Ziele von 'MOOSzucht' sind Produktivitätssteigerung auf züchterischer Basis, um Torfmoos rentabel anzubauen, und die massenhafte Vermehrung von Torfmoos als Saatgut für die Umsetzung von Torfmooskultivierung im industriellen Maßstab. Das Teilvorhaben ALU zielt darauf, hochproduktive Torfmoose in axenische In vitro Kultur zu bringen (Kultur unter sterilen Bedingungen), um sie durch Polyploidisierung züchterisch bearbeiten zu können (Smart Sphagnum Breeding) und um mit individuell optimierten Wachstumsmedien einen Produktionsprozess in Rührkessel-Photobioreaktoren zu etablieren. Im TV-ALU werden die produktivsten Torfmoose in axenische In vitro-Kultur gebracht, indem Zellen mit Stammzellcharakter durch Oberflächensterilisierung dekontaminiert werden. Nach Regeneration der Torfmoose werden die Kultivare züchterisch bearbeitet, indem durch Protoplastenisolierung und -fusion in der Produktivität gesteigerte polyploide Kultivare erzeugt werden. Für die Massenvermehrung im Photobioreaktor werden geeignete Kulturparameter (Medienzusammensetzung, pH, Temperatur, Licht) entwickelt und die Produktion in 5l-Rührkessel-Photobioreaktoren etabliert. Die Kulturparameter werden in enger Zusammenarbeit mit den Partnern im TV-KIT entwickelt und alle Ergebnisse für die Massenvermehrung im Trickle bed-Reaktor zur Verfügung gestellt.
Isolierung neuer natuerlicher hemizelluloseabbauender Pilze. Genetische Konstruktion von Hybridstaemmen aus vorhandenen, technologisch bewaehrten Hefestaemmen und den Naturisolaten durch Gentransfer mittels Chromosomenfusion. Untersuchungen des aeroben Stoffwechsels xylosevergaerender Hefestaemme nach gezielter Mutagenese der mitochondrialen DNS. Untersuchungen des Stofftransports durch die Plasmamembran mit dem Ziel, das moegliche Phaenomen der Glucoserepression auszuschalten und die Osmo- bzw. Ethanoltoleranz zu erhoehen. Entwicklung dereprimierter Hefestaemme hinsichtlich einer moeglichen Glucoserepression der Xyloseverwertung in ausgewaehlten Hybridstaemmen. Konstruktion von Hybridstaemmen zwischen xylosevergaerenden und osmo- bzw. ethanoltoleranten Staemmen. Erreichen notwendiger Stabilitaet der konstruierten Staemme (Hybride) fuer industrielle Nutzung in Grossraumfermentoren.
Zell-Hybridisierung stellt einen effizienten Weg dar, lebens- und teilungsfaehige Zellstaemme mit neuen, biotechnologisch und medizinisch interessanten Eigenschaften im Laboratorium herzustellen. Voraussetzung fuer die Etablierung von Zellhybridstaemmen ist eine hohe Fusionsausbeute. Die elektrisch induzierte Fusion stellt zur Zeit das leistungsfaehigste, terrestrische Verfahren dar, vor allem wenn die Produktion von antikoerper-sezernierenden Hybridomzellen und Hefehybriden betrachtet wird. Aufgrund des heutigen Wissenstandes kann erwartet werden, dass unter Bedingungen der Schwerelosigkeit die Hybridausbeuten um etwa 1000 fach gesteigert werden koennen, da Sedimentation und Konvektionskraefte eliminiert sind. Eine derartige Erhoehung in der Ausbeute, die aus verschiedensten Gruenden unter G-Bedingungen nicht moeglich ist, wuerde den Weg fuer die Immortalisierung vieler tierischer und pflanzlicher Zellen ermoeglichen, deren Fusion wegen zu geringer Zellzahl heute nicht moeglich ist.
Die elektrische Fusion pflanzlicher Zellen unterschiedlicher Dichte (Beispiele: Vacuolisierte und vacuolen-freie Protoplasten; Protoplasten aus meristematischem und ausdifferenziertem Gewebe) eroeffnet neue Moeglichkeiten fuer die Gewinnung somatischer Hybride, sowohl unter dem Aspekt der Pflanzenzuechtung wie auch dem der gezielten Sekundaerstoff-Produktion durch Zellkulturen. Aufgrund der unterschiedlichen Dichte der zu fusionierenden Zellen und der, der Elektrofusion zugrundeliegenden physikalischen Gegebenheiten sind unter 1 G jedoch nur geringe Ausbeuten an vitalen Hybriden zu erhalten. Unser Ziel ist daher eine unter MyG, gegenueber 1 G-Bedingungen, vielfach erhoehte Ausbeute an Hybriden von Protoplasten unterschiedlicher spezifischer Dichte und deren breit angelegte biochemische wie strukturelle Charakterisierung. Dadurch koennen auch MyG-Einfluesse auf die Zelldifferenzierung erfasst werden. Als Versuchsmaterial vorgesehen sind wirtschaftlich interessante, bzw zuechterisch gut charakterisierte Pflanzenspecies (Digitalis, Tabak, Nutzgraeser). Ein erster Vorversuch mit Texus 17 laesst eindeutig die Vorteile einer Fusion unter MyG erkennen.