Repression der cytosolischen GS1 von Zuckerrüben (Beta vulgaris L. var. altissima) durch Antisense-DNA-Konstrukte

Abstract

Um in Zuckerrüben (Beta vulgaris L. var. altissima) den Gehalt an Glutamin zu reduzieren, welche als Hauptspeicher-Aminosäure in der Rübe akkumuliert und die Zuckergewinnung beeinträchtigt, wurde in der vorliegenden Arbeit untersucht, ob mit der antisense DNA-Technik die Enzymaktivität der Glutaminsynthetase, welche für die Bildung von Glutamin verantwortlich ist, reduziert werden kann. Es wurde die DNA-Sequenz des Gens einer Untereinheit der cytosolischen Glutaminsynthetase (GS1) aus der Zuckerrübe isoliert. Von dem GS1-Gen wurden je drei verschiedene Abschnitte der DNA-Sequenz in umgekehrter Orientierung hinter einen 35S CaMV Promoter in die T-DNA Region eines Binärvektors kloniert. Diese Antisense-DNA-Konstrukte wurden durch Cotransformation von Agrobacterium tumefaciens und Agrobacterium rhizogenes in das Genom von Zuckerrüben integriert. Transformanten wurden durch Antibiotikum-Behandlung selektiert und regenerierte Feinwurzeln (hairy roots) mit molekularbiologischen und proteinbiochemischen Methoden untersucht. Die verschiedenen unabhängigen Transformanten zeigten im Vergleich zu den Kontrollwurzeln sowohl unterschiedlich starke Reduktionen in den GS1 mRNA- und den GS1 Proteingehalten als auch Verringerungen in ihren spezifischen GS1-Aktivitäten, die bis zu 14% hinabreichten.