Identifizierung und Charakterisierung von männlich und weiblich determinierenden Genen in Aspen (Populus tremula L.)

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Die Mehrzahl der auf der Erde vorkommenden höheren Pflanzen ist hermaphroditisch oder zwittrig. Diese Pflanzen besitzen somit Blüten mit männlichen und weiblichen Organen. Weniger als 4 % der Pflanzenarten sind eingeschlechtlich oder diözisch. Die beiden Gattungen der Salicaceae, Salix und Populus, zählen zu den diözischen, verholzenden Angiospermen. Ihre Individuen sind entweder männlich (produzieren nur Pollen) oder weiblich (entwickeln nur Eizellen). Das Ziel der in diesem Antrag formulierten Forschungsarbeiten ist es, bei der Aspe molekulare Marker für männliche oder weibliche Pflanzen zu entwickeln, mit deren Hilfe ein diagnostischer Frühselektionstest durchgeführt werden kann. Die Kenntnis des Geschlechts beispielsweise von gentechnisch veränderten Pappelpflanzen, die in großangelegten Freilandversuchen getestet werden, ist äußerst wichtig für Fragen zum potentiellen Ausbreitungsverhalten transgener Gehölze, da sich Gene von männlichen und weiblichen Pappeln über verschiedene Mechanismen verbreiten. Ein vertikaler Gentransfer in natürliche Populationen über Pollen ist bereits in der ersten Folgegenerationen möglich, während die Introgression von fremden Genen über Samen nur indirekt erfolgt und ggf. verhindert werden kann. Die Verfügbarkeit von geschlechtsspezifischen molekularen Markern stellt die Basis für die Entwicklung einer zuverlässigen Testmethode zur frühzeitigen Unterscheidung von weiblichen und männlichen Pflanzen dar. Die Identifizierung der geschlechtsbestimmenden Gene bietet darüber hinaus bei diözischen Bäumen die Möglichkeit eine Sterilität zu erzeugen, indem z.B. die Geschlechtsausprägung dauerhaft unterdrückt werden kann. Die Stabilität einer solchen Sterilität ist unter Umständen höher einzuschätzen als bisherige Versuche, eine Sterilität von Bäumen über eine Transformation entsprechender homeotischer Gene zu erzeugen.