Molekulare Pflanzenzüchtung

Virusresistenz durch Gene Silencing

Virusbefall verursacht beim Zucchini-Anbau weltweit großen wirtschaftlichen Schaden. Früchte von virusinfizierten Pflanzen weisen mosaikähnliche Verfärbungen und schwerwiegende Deformationen auf, Pflanzen sind gestaucht und Blätter deformiert. Der wirtschaftliche Verlust ist mit mehr als 50% Ernteausfall schwerwiegend. Vier verschiedene Viren sind weltweit für den Befall von Zucchini und anderen Cucurbitaceaen verantwortlich: Zucchini Yellow Mosaik Virus (ZYMV), Watermelon Mosaic Virus-2 (WMV-2), Cucumber Mosaic Virus (CMV) und Papaya Ringspot Virus (PRSV). Wie in den meisten Zucchini Anbaugebieten weltweit dominiert auch in der Pfalz WMV-2 mit über 80% der Virus befallenen Pflanzen. Die konventionelle Züchtung konnte zwar bereits virustolerante Sorten hervorbringen, diese können jedoch Mischinfektionen oder einem Befall eines aggressiven Stammes auf dem Felde nicht standhalten.

Ziel dieses Projektes ist die Erzeugung von virusresistentem Zucchinimaterial auf gentechnischem Wege. Hierbei soll eine Resistenz über Agrobacterium-vermittelte Transformation in nicht resistente Ausgangssorten eingebracht werden. Die Resistenzstrategie, die hier zur Anwendung kommen soll, basiert auf dem Phänomen des posttranskriptionellen Gene Silencing (PTGS). Hierbei werden kurze virale Sequenzen als „inverted repeats“ unter Kontrolle eines konstitutiven Promotors in die Pflanzenzelle eingebracht. Die Transkripte der „inverted repeats“ formieren sich zu doppelsträngiger RNA, die einen pflanzeneigenen Abwehrmechanismus induziert, welcher zu einem sequenzspezifischen Abbau der Virus-RNA und somit zu einer Resistenz führt. Auf diesem Wege sollen Virusresistenzen sowohl gegen WMV-2 als auch ZYMV erreicht werden.

Virus infected Zucchini plant	Embryogenic calli: starting material for Agrobacterium-mediated transformation

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