Repression der cytosolischen GS1 von Zuckerrüben (Beta vulgaris L. var. altissima) durch Antisense-DNA-Konstrukte
Repression of the cytosolic GS1 from sugar beet (Beta vulgaris L. cv. altissima) by using antisense DNA constructs
Hoffmann, Guido Wolf
Dissertation
Angenommen am:
2000-06-21
Erschienen:
2001-06-06
Betreuer:
Tischner, Rudolf Prof. Dr.
Gutachter:
Tischner, Rudolf Prof. Dr.
Gutachter:
Gradmann, Dietrich Prof. Dr.
Zum Verlinken/Zitieren: http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-ABC5-F
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Name:
hoffmann.pdf
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1,1 MB
Format:
PDF
Beschreibung:
Dissertation
Zusammenfassung
Englisch
The accumulation of the main storage amino acid glutamine in sugar beet (Beta vulgaris L. cv. altissima) affects the sugar production. In order to reduce the amount of glutamine in sugar beet, which is produced by the enzym glutamine synthetase, it was investigated in this study if the enzyme activity of glutamine synthetase could be repressed by using the antisense DNA technique. The gene sequence of a cytosolic glutamine synthetase (GS1) subunit of sugar beet was established. Three different parts of this DNA sequence were each placed in a reverse orientation downstream from a 35S CaMV promoter and cloned into the T-DNA region from a binary vector. These antisense DNA constructs were cotransformed with both Agrobacterium tumefaciens and Agrobacterium rhizogenes to integrate into the genome of sugar beet cells. The transformants were selected by antibiotic treatment. Regenerated hairy roots were further investigated by molecular biology and protein biochemestry methods. The different independent transformants showed a various size of reduction in the amount of GS1 mRNA and GS1 protein as well as a lower specific GS1 activity down to 14% compared to the control hairy roots.
Keywords: glutamine synthetase; antisense; sugar beet; hairy roots; beta vulgaris
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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.
Schlagwörter: Glutaminsynthetase; Antisense; Zuckerrübe; hairy roots; Beta vulgaris
