Entwicklung einer Transformationstechnologie für Mitochondrien in Pflanzen

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Die Erzeugung von Pflanzen mit transgenen Organellgenomen bietet einen vielversprechenden methodischen Zugang zu wichtigen Fragestellungen in Molekulargenetik, Pflanzenphysiologie und Biotechnologie. Nachdem die Transformation des pflanzlichen Kerngenoms schon seit langem eine Routinemethode ist, wurden in den letzten Jahren auch erfolgreich Transformationssysteme für Plastiden entwickelt. Im beantragten Forschungsvorhaben soll nun ein System zur Transformation von Mitochondrien an der Modellpflanze Tabak aufgebaut werden. Ein solches System wäre von großem Nutzen für das Studium aller Schritte der mitochondrialen Genexpression in einem in vivo-System sowie für die funktionelle Genomforschung und würde zudem auch neue Perspektiven für die Biotechnologie eröffnen. In der Kombination aus den in den vergangenen Jahren gewonnenen Erfahrungen mit Signalstrukturen der Genexpression in Pflanzenmitochondrien (Labor Brennicke) sowie mit der Expertise zu Transformationstechnolgien für Plastiden (Labor Bock) und den pflanzlichen Zellkern (beide Gruppen) bestehen nun sehr gute Voraussetzungen zur erfolgreichen Entwicklung einer solchen Transformationstechnologie. Das vorgeschlagene Forschungsprojekt beinhaltet in seiner ersten Phase die (1) Konstruktion mitochondrialer Expressionskassetten und ihre Erprobung in bestehenden in vitro-Systemen, (2) die Entwicklung geeigneter Selektionsmarker für die Mitochondrientransformation sowie (3) Transformationsexperimente zur Ermittlung geeigneter Selektionsbedingungen für die Mitochondrientransformation.