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b'Die vorliegende Arbeit wurde in zwei Bereiche gegliedert. Der erste Themenbereich besch\\xe4ftigte sich mit der Transformation von pflanzlichen Mitochondrien bzw. mit den Voraussetzungen, die erf\\xfcllt sein m\\xfcssen, um Mitochondrien h\\xf6herer Pflanzen zu transformieren. Im zweiten Themenbereich wurde die Regulation der Lysinbiosynthese erstmals mit Hilfe der Plastidentransformation modifiziert sowie ein universeller plastid\\xe4rer Selektionsmarker entwickelt und etabliert.\\nMitochondrientransformation-\\nIn dieser Arbeit wurden zwei Strategien zur Transformation von Mitochondrien h\\xf6herer Pflanzen entwickelt. Zum einen wurde ein mitochondrienspezifischer Ansatz gew\\xe4hlt, d.h. es wurden Selektionsmarker verwendet, die eine hemmende Wirkung auf die Atmungskette der Mitochondrien besitzen. Zum anderen wurden in Anlehnung an seit die seit 1990 erfolgreich durchf\\xfchrbare Plastidentransformation generelle Inhibitoren der Proteinbiosynthese verwendet, welche durch die Produkte der entsprechenden in die Mitochondrien eingebrachten Resistenzgene detoxifiziert werden sollten.\\nMarkergenstrategie-\\nGeeignete Selektionsbedingungen zur Identifizierung von mitochondrialen Transformanten wurden bei Tabakbl\\xe4ttern und Tabakprotoplasten mit den Antibiotika Blasticidin, Chloramphenicol und Hygromycin als Hemmstoffe ermittelt. Aus Transformationen mit den mitochondrialen Transformationskassetten pBMhph II, pBMhph III und pBMhph IV konnten \\xfcber 200 Hygromycin-resistente Linien selektiert und charakterisiert werden. PCR- und Southern-Analysen lassen bei mindestens 7 Linien eine zielgerichtete mitochondriale Integration des Transgens vermuten. M\\xf6glicherweise sind aber nur wenige Kopien des Transgens in das Mitochondriengenom inseriert bzw. repliziert worden, was eine eindeutige Charakterisierung erschwert. Bei einer gro\\xdfen Anzahl resistenter Linien handelt es sich wahrscheinlich um funktionelle zielortfremde Integrationen der Transformationskassetten in die Plastiden-, Kern- oder Mitochondriengenome. \\nMitochondrienspezifischer Transformationsansatz-\\nDie in dieser Arbeit entwickelten mitochondrienspezifischen Transformationsvektoren pUMmyx II, pUMglu II, pUMarg II und pUManti II enthalten ein Fragment des mitochondrialen cob-Gens. In dieses cob-Fragment wurden Punktmutationen eingef\\xfchrt, die zu einer Ver\\xe4nderung der Sekund\\xe4r- bzw. Terti\\xe4rstruktur des Apocytochroms b f\\xfchren. Bei einer korrekten homologen Integration dieses modifizierten cob-Fragmentes in das Mitochondriengenom sind die Inhibitoren Antimycin A, Myxothiazol und Moa-Stilben nicht mehr in der Lage, an den Komplex III der mitochondrialen Atmungskette zu binden. Zur Bestimmung optimaler Selektionsbedingungen von mitochondrialen Transformanten mit den Hemmstoffen Antimycin A, Myxothiazol und Moa-Stilben wurden Testreihen mit Tabakbl\\xe4ttern, Tabakprotoplasten sowie Tabak- und Arabidopsis-Suspensionskulturen durchgef\\xfchrt. Bei \\u201eparticle-gun\\u201c-Transformationen von Tabakbl\\xe4ttern mit der Transformationskassette pUMarg II wurden 23 Moa-Stilben-resistente Linien selektiert. Bei 18 Linien konnte eine Integration des mutierten cob-Fragmentes eindeutig per PCR und Sequenzierung nachgewiesen werden. Ob es sich dabei um eine mitochondriale Integration handelt, konnte nicht eindeutig belegt werden. In diesem Fall w\\xe4re jedoch zu kl\\xe4ren, auf welchem Mechanismus der offensichtliche selektive Vorteil der mit dem Transformations-vektor transformierten Pflanzen beruht, da die Integration des cob-Gen-Fragmentes nur innerhalb des mitochondrialen Zielortes funktionell sein d\\xfcrfte. \\nPlastidentransformation-\\nBei dem plastid\\xe4ren Transformationsansatz dieser Arbeit wurden zwei Ziele verfolgt. Zum einen wurde der \\u201efeedback\\u201c-Regulationsmechanismus der DHDPS innerhalb des Aspartat-Stoffwechsels durch die Integration eines insensitiven dhdps-Gens in die Plastiden von Tabak und Kartoffel beeintr\\xe4chtigt. Der Gehalt der essentiellen Aminos\\xe4ure Lysin wird somit gesteigert. Zum anderen wurde das insensitive dhdps-Gen als Markergen genutzt, um eine Selektion von plastid\\xe4ren Transformanten auf dem Lysinanalogon AEC zu erm\\xf6glichen. \\nErh\\xf6hung des Lysingehaltes-\\nEs konnten 34 Spectinomycin-resistente Tabakklone selektiert werden, die mit der Transformationskassette pHoDh2b transformiert wurden. Die molekularbiologische Charakterisierung der Transformanten konnte bei 8 Linien eindeutig eine korrekte plastid\\xe4re Integration der Transgene belegen. Biochemische Analysen zeigen eine bis zu 32-fache Erh\\xf6hung an freiem Lysin im Blattgewebe von plastid\\xe4ren Transformanten. Es war damit erstmals mit der Plastidentransformation m\\xf6glich, regulatorisch die Lysinbiosynthese zu ver\\xe4ndern. \\nAEC als plastid\\xe4rer Selektionsmarker-\\nAEC (S-Aminoethyl-L-Cystein) konkurriert als Lysinanalogon mit Lysin um den Einbau in Polypeptide. Wird die AEC-Konzentration im pflanzlichen Gewebe im Vergleich mit Lysin zu hoch, kommt es zum Erliegen des Stoffwechsels und damit zum Absterben der Zelle. Durch die \\xdcberproduktion von Lysin in den Transformanten verschiebt sich das Verh\\xe4ltnis von AEC \\u2192 Lysin. Es wird somit kompetitiv mehr Lysin in die Polypeptide eingebaut. Dies l\\xe4sst sich als Selektionsvorteil nutzen. Mit dem \\u201eMarkergen\\u201c dhdps-r1 und AEC als selektivem Hemmstoff wurden insgesamt 49 Tabaklinien selektiert. Bei 3 selektierten Linien konnte eindeutig die korrekte plastid\\xe4re Intergration der Transformationskassette nachgewiesen werden. Es ist damit erstmals gelungen, einen antibiotikumfreien universell einsetzbaren plastid\\xe4ren Selektionsmarker zu etablieren. In weiteren Transformationsexperimenten konnten mit dem gleichen \\u201eMarkergen\\u201c plastid\\xe4re Tomatentransformanten identifiziert und charakterisiert werden (Diplomarbeit L. Schaeffer). Damit ist es bereits bei 2 Spezies gelungen, AEC als selektiven Hemmstoff einzusetzen. Bei weiterer Optimierung der Selektionsbedingungen d\\xfcrfte es m\\xf6glich sein, auch bei weiteren Pflanzenspezies diesen universellen Selektionsmarker zu etablieren.'