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Das nächste Projekttreffen
findet am 11./12.04.2013 in Großhahnsdorf statt.

PopMass: Entwicklung und Einsatz neuartiger Gen-Technologien zur Erhöhung des Biomasse-Ertrags von Pappeln

Die Sicherung und Steigerung der Ernteerträge, die Qualität pflanzlicher Rohstoffe und die Nachhaltigkeit in der Pflanzenproduktion erfordern neue Ansätze in der Forschung und Züchtung. In der EU gibt es rund 4,5 Mio ha Stilllegungsflächen in der Landwirtschaft und 25% dieser Flächen für den Anbau von nachhaltigen Produkten verwendet. Stillgelegte landwirtschaftliche Flächen sind in der Regel nährstoffarm, weshalb diese Böden besonders dazu geeignet sind, um Bäume als Energiepflanzen wachsen zu lassen. Bäume zeigen eine hohe Nährstoff-Effizienz, außerdem ist es nicht nötig, Bäume in Kurzumtriebsplantagen zu düngen.

Das Hauptziel des PopMass Projektes ist die Erzeugung von qualitativ optimierten Pappeln mit erhöhter Holzausbeute, modifiziertem Ligningehalt und optimierter Verzweigungsarchitektur durch die transgene Transformation. Bäume mit erhöhter Biomasse sind von hohem wirtschaftlichen Interesse und dienen als Ausgangsmaterial für die direkte energetiche Nutzung oder zur Gewinnung von Biopolymeren, beispielsweise in der Zellstoffindustrie. Die Produktion von Biomasse kann beispielsweise durch vegetative Wachstums Kapazität, vaskuläre Kambium Aktivität oder sekundäre Zellwand Bildung erhöht werden. Deshalb werden Kandidatengene ausgewählt, die eine fundamentale Rolle in den verschiedenen Biomasse-Regulationswegen spiele: Gene die am Lignin-Biosyntheseweg mitwirken, sind gut charakterisiert und Veränderungen im Ligningehalt können durch Überexpression oder Herabregulierung dieser Schlüsselgene erreicht werden. Eine Überexpression oder Supprimierung von Genen, die an der Bildung von axialen Meristemen und der Apikaldominanz beteiligt sind, erlaubt eine Steuerug des Verzweigungsgrades der Pflanzen und kann damit zur Optimierung der Pflanzenarchitektur verwendet werden. Ebenso sollen zur Erhöhung der Biomassse Gene gezielt dereguliert werden, welche die kambialen Aktivität steuern.

Die Gattung Populus wird als Modellpflanze für die genetische Transformation dienen. Am Anfang wird ein klassisch biotechnologischer Ansatz zur Expression der ausgewählten Kandidatengene verwendet werden, mit Transgenen und Antibiotikaresistenz-Genen als Selektionsmarker. In der späteren Projektlaufzeit sollen cisgene Pappeln ohne artfremdes Erbgut entwickelt werden. Schließlich werden ausgewählte Linien im Gewächshaus auf ihre optimierten Eigenschaften getestet.

Development and use of novel gene technologies to increase biomass yield in the woody perennial Populus,  Letzte Aktualisierung:  21.04.2013  | J.Krebs
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