Biotechnologie fⁿr die Pflanzenzⁿchtung Dr. Lieselotte Schilde, Dr. Babett Oberwalder, Prof. Dr. Helga Ninnemann

Fusionierte Kartoffelprotoplasten

Forschungsschwerpunkte

Die Forschung der Arbeitsgruppe beschΣftigt sich mit der Nutzung biotechnologischer Methoden fⁿr grundlegende und angewandte Fragestellungen in der Pflanzenzⁿchtung; als Nutzpflanze dient die Kartoffel. Im Mittelpunkt stehen die Reaktionen der Pflanzen auf biotische und abiotische Stressfaktoren, vor allem gegen den Erreger der Kraut- und BraunfΣule, Phytophthora infestans, der NassfΣule und Schwarzbeinigkeit ( Erwinia carotovora), gegen Insekten und auf Frost. Dazu werden neue Resistenzquellen von Wildarten und Landrassen der Kartoffel, wie sie in Genbanken vorliegen, auf ihre Resistenz getestet, durch Zellfusion mit der Kulturkartoffel kombiniert (soweit direkte Kreuzungen nicht m÷glich) und die regenerierten Pflanzen auf ihren Hybridcharakter mit Hilfe molekularbiologischer Methoden identifiziert, ihre Resistenzeigenschaften evaluiert und zur Reduktion des unerwⁿnschten Wildartanteils mehrmals mit Zuchtlinien gekreuzt. Der Wildartanteil der RⁿckkreuzungssΣmlinge wird mit Hilfe von single - copy - Sonden bestimmt, und es wird versucht, mit Hilfe der Resistenzevaluierungsdaten den fⁿr die Resistenz verrantwortlichen Genomanteil einzugrenzen. Um den Evaluierungsprozess zu beschleunigen, werden Methoden entwickelt, die eine frⁿhe Testung erm÷glichen (z.B. in vitro Knollen).

Im weiteren werden Komponenten der Resistenz fⁿr die verschiedenen Stressoren untersucht; dieses Gebiet wird weiter ausgebaut.

Es steht ein GewΣchshaus und ein Feld fⁿr Evaluierung und Anzucht von Kreuzungsmaterial zur Verfⁿgung.

Methoden in der Anwendung

• Biotechnische Methoden fⁿr die Pflanzenzⁿchtung -Modell Kartoffel -

  - Zell-, Organkultur (Meristemkultur, schnelle Vermehrung, Embryokultur, Antherenkultur, Mikrosporenkultur, Induktion von Mikroknollen)

  - Zellfusion (Isolierung und Kultur von Protoplasten, Elektrofusion, Regeneration von Pflanzen) zur Kombination von diploiden Zuchtlinien und von sexuell nicht kompatiblen Linien und Arten. Anwendung der Methoden zur Nutzung von Resistenzquellen gegen pilzliche ( Phytophthora infestans) oder/und bakterielle ( Erwinia carotovora) Pathogene aus Wildarten der Kartoffel und zur Erzeugung von Frosttoleranz

  - molekulare Methoden fⁿr die Selektion und Analyse somatischer Hybriden (RFLPs, RAPDs) und ihrer Kreuzungsprodukte; Herstellung von Sonden (repetitive und single copy - Sonden) , nicht radioaktive Detektionsmethoden. Analyse des Anteils des Wildartgenoms in Kreuzungsprodukten und asymmetrischen Fusionsprodukten.

• Analyse von Komponenten der Resistenz der Kartoffel gegen bakterielle und Pilz - Pathogene und Insekten

- Entwicklung von Frⁿhtestsystemen fⁿr die Resistenztestung

- Alkaloide: qualitative und quantitative Analyse in Wildarten und somatischen Hybriden

- Phytoalexine : qualitative und quantitative Bestimmung, kinetische Untersuchungen

Zusammenarbeit :

Institut fⁿr Genetik, UniversitΣt Tⁿbingen (Prof.Hemleben),

Technische UniversitΣt Mⁿnchen (Prof. Wenzel)

Bayerische Landesanstalt, Freising (Dr.A.Schwarzfischer, Dr.G.Schweizer);

Bundesanstalt fⁿr Zⁿchtungsforschung, Gross Lⁿsewitz (Dr.H.Tiemann; Dr.U.Darsow)

Max - Planck - Institut fⁿr Zⁿchtungsforschung K÷ln (Dr.C. Gebhardt),

International Potato Center, Lima, Peru

ENEA Div. Biotechnologies and Agriculture, Rom (Dr.A.Sonnino)

Universidad de Costa Rica, San Jose

Universidad Nacional Agraria, Lima, Peru

Universidad Nacional de Colombia, Bogota, Kolumbien

PROINPA/IBTA Cochabamba, Bolivia

Publikationen

S.Hildenbrand, H.Ninnemann. Kinetics of phytoalexinaccumulation in potato tubers of different genotypes infected with Erwinia carotovora ssp. atroseptica. Physiol. Mol. Plant Pathol. (1994) 44, 335 - 347.

K.Abenthum, S.Hildenbrand, H.Ninnemann. Elicitation and accumulation of phytoalexins in stems, stolons and roots of Erwinia - infected potato plants. Physiol. Molec. Plant Pathol. (1995) 46, 349-359.

U.Menke, L.Schilde-Rentschler, B.Ruoss, C.Zanke, V.Hemleben, H.Ninnemann. Somatic hybrids between the cultivated potato Solanum tuberosum L. and the 1 EBN wild species Solanum pinnatisectum Dun.: Morphological and molecular characterization. Theor.Appl.Genet. (1996) 92, 617-626.

L.Schilde-Rentschler, K.Kugler-Busch, A.Schweis, H.Ninnemann. Somatic hybrids for the study of nuclear-cytoplasmic interaction in Solanum tuberosum . Genetic Mechanisms for Hybrid Breeding, U.Kⁿck , G Wricke (eds.) Advances in Plant Breeding 18 (1995), 37 - 48.

B.Oberwalder, B.Ruoss, L.Schilde-Rentschler, V.Hemleben, H.Ninnemann. Asymmetric fusion between wild and cultivated species of potato ( Solanum spec.) - Detection of asymmetric hybrids and genome elimination. Theor. Appl.Gent. 1997 in press

L.Schilde-Rentschler. Biotechnologische Verfahren in der Pflanzenzⁿchtung -Chancen und Risiken fⁿr die EntwicklungslΣnder. Aus "Pflanzengenetische Ressourcen, Erhaltung und multiple, nachhaltige Nutzung" SC Jutzi, B.Becker (eds), der Tropenlandwirt (1994).

Adresse

Dr. Lieselotte Schilde

Institut fⁿr Pflanzenbiochemie, Corrensstr. 41, D-72076 Tⁿbingen

Tel.: 07071-29-73553

Fax: 07071-640019

e-mail: lieselotte.schilde@uni-tuebingen.de(lieseloote.schilde@uni-tuebingen.de)

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