Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Molekularbiologie

Betreuer: Prof. Dr. Martin Hagemann



Dipl.-Biologin Nanette Sievers
(e-mail: nanette.sievers@uni-rostock.de )

Akkumulation der osmoprotektiven Substanz Glucosylglycerol in transgenen Linien von Solanum tuberosum

Salz- und Trockenstress sind abiotische Faktoren, die die Produktivität von Kulturpflanzen erheblich limitieren. Die Versalzung der landwirtschaftlichen Nutzflächen nimmt weltweit in großem Maße zu, so dass die Erzeugung stresstoleranter Pflanzen das Ziel vieler wissenschaftlicher Untersuchungen ist. Um die Toleranz von Kartoffelpflanzen gegenüber Salz- und Trockenstress zu erhöhen, wurde in dieser Arbeit die Synthese des compatible solutes Glucosylglycerol (GG) in transgene Kartoffelpflanzen der Sorte Albatros eingeführt. Dazu wurde das ggpPS-Gen aus dem Bakterium Azotobacter vinelandii unter der Kontrolle des 35S- bzw. rd29A-Promotors exprimiert. Im Gewächshaus konnte in diesen Pflanzen eine GG-Akkumulation von bis zu 19 µmol/ g FM detektiert werden, die mit dem Alter des Blattes und der gesamten Pflanze jedoch abnahm. Ähnlich große Werte ließen sich in den Stolonen nachweisen, wogegen GG in den Knollen ausschließlich mittels rd29A-induzierter ggpPS-Expression akkumulierte. Im Vergleich zum Wildtyp war das Sprosswachstum der transgenen Linien signifikant verbessert, was sich jedoch nicht auf den Knollenertrag auswirkte.

Salinization and drought are the most important limiting abiotic factors in productivity of crop-plants. The area of salt-affected arable land is expanding worldwide. Therefor many scientific approaches are undertaken to generate more salt resistant crop plants. In order to increase the salt and drought tolerance of potato plants, we generated transgenic plants accumulating the compatible solute glucosylglycerol (GG). To achieve GG-accumulation, the ggpPS-gene from Azotobacter vinelandii was expressed under control of the 35S- or rd29A-promoter. In greenhouse experiments transgenic plants showed high levels of GG-accumulation. In young leaves up to 19 µmol GG/g FW were detected, while its amount decreased in older leaves. GG was also detected in stolons. In mature tubers GG-accumulation was only detected in plants containing the ggpPS-gene under control of the stress-inducible rd29A-promoter. GG-accumulating transgenic potato plants showed an improved shoot growth and tuber number per plant compared to wild type, but the tuber yield did not increase.