Sie sind hier: Landwirtschaft > Transgene Pflanzen > GMO - Option für Landwir. > Wirtsresistenz

Die Verwendung molekularbiologischer Technologien zur Erzeugung von Wirtsresistenz gegen Schaderreger. Mögliche Folgen einer Anpassung der Krankheiten und Schädlinge

Download hier: Die Verwendung molekularbiologischer Technologien zur Erzeugung von Wirtsresistenz gegen Schaderreger. Mögliche Folgen einer Anpassung der Krankheiten und Schädlinge ( pdf 348 Kb) R. Blatter und M. S. Wolfe

Einführung

Nutzung und Verbreitung

Die Notwendigkeit, neben dem gewünschten Gen auch ein sogenanntes Markergen in die Zielpflanze zu transformieren, ergibt sich aus der in aller Regel sehr niedrigen Transformationseffizienz (Fraley 1989). Um die erfolgreich transformierten Pflanzen von den Wildtypen(61) unterscheiden zu können, wird zusätzlich zum eigentlich interessierenden Gen ein sogenanntes Markergen in den Transformationsvektor kloniert. Ein Markergen zeichnet sich dadurch aus, dass die Wirkung seines Genproduktes in der Zielpflanze leicht nachzuweisen ist, während die Expression des Hauptgens oft erst mittels aufwendiger Analysen, nach künstlicher Infektion oder im adulten Stadium nachgewiesen werden kann.

Es gibt grundsätzlich zwei verschiedene Typen von Markern, nämlich selektierbare und diagnostizierbare Marker (Bowen 1993). Für die Standardanwendungen der Gentechnik werden selektierbare Marker benötigt. Selektierbare Marker erlauben dem transgenen Organismus, auf einem sogenannten Selektionsmedium zu überleben, während die nicht erfolgreich transformierten Wildtypen eingehen.

Zwei Gruppen selektierbarer Marker sind von Bedeutung: Antibiotikaresistenzen und Herbizidresistenzen. Selektierbare Marker arbeiten grundsätzlich auf eine der drei folgenden Weisen (Bowen 1993, S. 95)(62):

1) Entgiftung des Selektionsagens durch Enzymmodifikation

2) Expression eines modifizierten Proteins mit geringerer Affinität zum Selektionsagens

3) Überexpression des Wildtypgens und vermehrte Synthese des Zielproteins

Die Tabellen 6.1 und 6.2 geben einen Überblick über die am häufigsten eingesetzten Selektionsmarker.

Gene, die Resistenzen gegen Aminoglycosidantibiotika verleihen, spielen im Moment bei der Transformation von dikotylen Nahrungsmittelpflanzen die bedeutendste Rolle (Flavell 1992, Ritchie and Hodges 1993 S. 149-154).

Das Gen aph 3'-II aus E.coli codiert für das Protein Aminoglycosid-3-Phosphotransferase II (APH(3')II), auch Neomycin-Phosphotransferase (NPTII) genannt, welches die Antibiotika Kanamycin und Neomycin durch Phosphorylierung inaktiviert (vgl. Shaw et al. 1993). Die Anwesenheit von NPTII ist in den nächsten Jahren bei den meisten kommerziell genutzten, gentechnisch veränderten Dikotylen zu erwarten (Flavell 1992, Ritchie and Hodges 1993 S. 149-154).

Die WHO geht davon aus, dass die bis Ende der Dekade zugelassenen transgenen Kartoffeln (Solanum tuberosum) und Zuckerrüben (Beta vulgaris) alle mit Kanamycin/Neomycinresistenz(63) ausgestattet sein werden (WHO 1993 S. 25). Für die Nutzung der Kanamycinresistenz als Selektionsmarker bei Monokotylen finden sich in der Literatur ebenfalls Beispiele (vgl. Ritchie und Hodges S. 153-154).

Natürliche Kanamycin-Resistenzen sind allerdings besonders unter den Gräsern, zu denen auch die Getreidearten gehören, weit verbreitet (Hauptmann et al. 1988). Bei der Transformation der monokotylen Arten Weizen (Triticum aestivum) und Mais (Zea mays) wird deshalb hauptsächlich mit dem Herbizidresistenzgen bar gearbeitet (WHO 1993 S. 25), während Reis (Oryza sativa) meist mit einer Hygromycin-Resistenz ausgestattet wird (WHO 1993 S. 25).

Herbizidresistenzen spielen aber auch bei dikotylen Kulturarten eine Rolle. So sind zum Beipiel etliche transgene Brassicaceen mit Glyphosat- oder Glufosinat-Resistenz ausgestattet(64).