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Nutzung mobiler CRISPR/Cas9 Transkripte zur Produktion transgen-freier Mutanten in einer Generation durch Pfropfung (GO_CRISPR)
Projekt
Förderkennzeichen: 031B0538
Laufzeit: 01.07.2018
- 30.06.2020
Fördersumme: 357.852 Euro
Forschungszweck: Experimentelle Forschung
Stichworte: Krankheitsresistenz, Züchtung, Pfropfung
Durch CRISPR/Cas9 können hoch-spezifisch Gene im Erbgut verändert werden. Diese Verfahren erlaubt es gezielt Nutzpflanzen mit höherer Resistenz zu erzeugen. Wir wollen ein CRISPR/Cas9 System etablieren, welche es erlaubt mittels Pfropfung in einer Generation Transgen-freie (GMO freie) Mutanten zu erzeugen. In unserem Projekt wollen wir die Nutzung des CRISPR/Cas9 Systems in Pflanzen verbessern. Mittels CRISPR/Cas9 können hoch-spezifisch Grenzveränderungen im Erbgut der Pflanzen eingebracht werden. Es kann dazu verwendet werden um neue Eigenschaften wie Krankheits- und Stressresistente Pflanzenlinien zu erzeugen die für die Landwirtschaft äußerst nützlich sind. Ein wesentlicher Nachteil der CRISPR/Cas9 Methode ist es, dass diese Pflanzen Transgene sind und ausgekreuzt werden müssen um sie landwirtschaftlich zu nutzen. In unserem Projekt wollen wir eine neue Methode etablieren die es uns erlaubt in einer Generation stabile und transgen-freie Pflanzenlinien zu etablieren, die aber CRISPR/Cas9 - induzierte genomische Veränderung zeigen. In Pflanzen können bestimmte Makromoleküle wie Proteine oder Ribonukleinsäuren zwischen den Geweben transportiert werden. Wir haben gezeigt, dass eine proteinkodierende Boten-Ribonukleinsäure (Boten-RNS) welche eine spezielle RNS Struktur ("tRNA-like sequences") enthalten von transgenen Geweben (produzierende Zellen) in nicht-transgene Gewebe (Wildtypzellen) transportiert wird. In gepfropften Pflanzen wird diese Boten-RNS über die pflanzlichen Leitbündel von Blattern in die Blüten und bis in die Antheren (Pollenproduzierendes Gewebe) transportiert. Dort wird die Boten-RNS in ein funktionelles Protein übersetzt. Die Idee dieses Projektes ist es die Cas9 Boten-RNS und die kleine CRSPR RNS mit "tRNA-like sequences" zu fusionieren. Transgene Pflanzen, die diese fusionierten CRISPR/Cas9 RNS produzieren, werden mit Wildtyppflanzen gepfropft und die CRISPR/Cas9 RNS sollten bis in die Blüten transportiert werden und dort aktiv sein. Dadurch werden gezielte Mutationen in den Wildtypgeweben bzw. Zellen eingebracht. Diese Gewebe zeigen die gewünschte Mutation im Genom enthalten aber keine Transgenen Sequenzen. Ein Teil der Nachkommen dieser gepfropften Pflanzen sind daher CRISPR/Cas9 freie stabile Mutante Pflanzenlinien, die die gewünschte Erbgutveränderung zeigen.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenzüchtung
- Biotechnologie
- Verfahrenstechnik
Rahmenprogramm
Ausführende Einrichtung
Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie (MPIMP)
