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Rosenbrock, Hilkea (2001): Verhalten des pat-Gens in transgenem Raps und Mais im Freilandversuch Roggenstein. Dissertation, LMU München: Faculty of Biology
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Abstract

1. Im Rahmen dieser Arbeit wurden transgene und nicht-transgene Rapspflanzen auf ihre biochemischen Unterschiede untersucht. Weiterhin wurde das Abbauverhalten des künstlich eingefügten Gens im Vergleich zu zwei endogenen Kontrollgenen im Verlauf der Seneszenz, im verrottenden Pflanzenmaterial und im Boden überprüft. Verschiedene Mikroorganismen wurden einem Selektionsdruck durch BASTA® ausgesetzt und unter diesen Bedingungen auf entstehende Resistenzen gegenüber dem Herbizid getestet. 2. Bei der Untersuchung der verschiedenen Seneszenzparametern ergaben sich für das Chlorophyll zwischen den transgenen und den nicht-transgenen Rapspflanzen keine Unterschiede. Die Bestimmungen von ACC und MACC sowie der Flavonoide hatten sich als nicht seneszenzrelevant für Brassica napus erwiesen. Bei der Analytik des Gesamtproteingehalts und der verschiedenen Aminosäuren zeigten die transgenen und nicht-transgenen Blätter ebenfalls analoges Verhalten. 3. Bei der Durchführung der quantitativen PCR wurden das rbcS-, das cab- und das pat- Gen über die gesamte Vegetationsperiode detektiert. Dabei war das pat-Gen immer in geringerer Menge nachgewiesen worden als die beiden Photosynthesegene. Der höchste Gehalt an den hier betrachteten Genen befand sich in den Stengeln. Auch im Rahmen dieser Untersuchungen zeigten die transgenen Pflanzen in ihrem Abbauverhalten keinen Unterschied zu den nicht-transgenen Pflanzen. Da das Fremdgen über gesamte Zeitdauer intakt vorlag, wäre theoretisch ein horizontaler Gentransfer möglich gewesen. Die Untersuchung des pat-Transkripts reflektierte ebenfalls den Abbau mit fortschreitender Seneszenz. Auch hier war die Detektion bis zum Ende der Vegetationsperiode möglich. Bei der Durchführung der Hybridisierung wurden für die Glutaminsynthetase zwei Transkripte detektiert. Beide Transkripte der Isoformen wurden im Verlauf der Seneszenz verstärkt exprimiert. Zusammenfassend zeigten die transgenen und die nicht-transgenen Blätter auch bei diesen Untersuchungen analoges Verhalten. 4. Das pat-Konstrukt konnte im Boden parallel zu den endogenen Pflanzengenen bis zu vier Wochen nach dem Unterpflügen der Rapspflanzen gegen Ende der Vegetationsperiode nachgewiesen werden. In den kompostierten Maispflanzen liess sich die kodierende Sequenz von 606 bp über einen Zeitraum von 23 Monaten detektieren. Während dieser Zeit stand es für einen horizontalen Gentransfer intakt zur Verfügung. Bei den Untersuchungen, unter Ausübung eines Selektionsdrucks auf verschiedene Agrobakterien-Stämme, Bacillus subtilis und Pseudomonas fluorescens, wurden keine spontanen Resistenzen erzielt. Auch konnte das 35S-pat- Gen-Konstrukt nicht erfolgreich in die Mikroorganismen transformiert werden. Aufgrund der im Rahmen dieser Arbeit erhaltenen Ergebnisse ist ein horizontaler Gentransfer als eher unwahrscheinlich einzustufen, kann aber vor allem in Anwesenheit eines Selektionsdrucks nicht ausgeschlossen werden.