Institut für Züchtungsforschung an Obst
Eine Auswirkung des fortschreitenden Klimawandels ist bereits durch die deutliche Verfrühung des Blühzeitpunktes bei Apfel festzustellen. Das damit zunehmende Risiko von Blütenschädigungen, die durch Frühjahrsfröste verursachten werden, hat einen negativen Einfluss auf Ertragsstabilität und Qualität der Früchte. Entscheidend für den Blühzeitpunkt ist die Dauer der Knospenruhe, die auch als Dormanz bezeichnet wird. Bei Apfel konnten bereits einige Kandidatengene identifiziert werden, für die eine Rolle bei der Regulation der Dormanz und des Blütenknospenaufbruchs angenommen wird, darunter verschiedene Homologe der Dormancy Associated MADS-Box (DAM)-Genfamilie. Die Kenntnis zur genauen Funktion der einzelnen Gene, die an der Blühzeitregulation beteiligt sind, ist noch sehr gering und stellt eine wichtige Grundlage für die zukünftige Entwicklung von Apfelsorten mit klimaangepasstem Blühverhalten dar. Zur funktionellen Gencharakterisierung sollen im Rahmen des Projektes mithilfe gezielter Mutagenese Apfellinien erzeugt werden, die sich durch einen Defekt des zu untersuchenden Gens der Blühzeitregulation auszeichnen. In einem ersten Schritt sollen die genomischen Zielloci sequenziert werden, um diese genauer zu charakterisieren. Dies ermöglicht das Design von spezifischen guide-RNAs zur Induktion gezielter Doppelstrangbrüche im jeweiligen Zielgen mit Hilfe eines CRISPR/Cas-Nukleasesystems. Es sollen Mutagenese-Konstrukte auf Basis von binären T-DNA Plasmiden kloniert werden, die anschließend für die stabile Transformation von Apfel genutzt werden. Nach multiplen Regenerationsschritten des transformierten Pflanzenmaterials auf Selektionsmedium erfolgt ein Screening der erhaltenen in-vitro Sprosse auf das Vorhandensein von Insertions- oder Deletionsmutationen durch Fragmentlängenanalyse. Die potentielle Mutantenlinien sollen mit Hilfe verschiedener molekularer Methoden wie PCR-Analysen, Genexpressionsanalysen und Next-Generation Sequenzierungsmethoden detailliert charakterisiert werden. Diese Untersuchungen dienen der Auswahl von stabilen Knock-out Mutantenlinien, die im Anschluss für experimentelle Ansätze der reversen Genetik zur Verfügung stehen und eine Grundlage zur Untersuchung der Genfunktion darstellen.
Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft
