Transformationsstudien zur Aufklärung des molekularen Hintergrundes des kolumnaren Phänotyps bei Malus x domestica
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Aufgrund ihrer kompakten Wuchsform bieten kolumnare Individuen beim Apfel (Malus x domestica) vielversprechende Anbaumöglichkeiten. Bei der dem Kolumnarwachstum zugrundeliegenden Mutation handelt es sich um eine replikative Transposition des Ty3/Gypsy-Retrotransposons Gypsy-44 auf Chromosom 10 an Position 18,79 Mb. Die kolumnare Merkmalsausprägung korreliert mit der Überexpression des direkt downstream der Translokation gelegenen Gens MdCo31.Trotz der Aufklärung des genetischen Hintergrundes sind die dem Kolumnarwachstum zugrundeliegenden molekularen Mechanismen bisher weitestgehend unbekannt. Das Ziel dieser Arbeit ist die Suche nach Hinweisen auf mögliche Signaltransduktionsketten bzw. Ursachen für die Überexpression des Gens MdCo31. Hierzu wurden mittels Agrobacterium tumefaciens-vermitteltem Gentransfer transgene Linien von Malus x domestica und Nicotiana tabacum erzeugt. Anhand der Charakterisierung der transgenen Linien konnte bestätigt werden, dass die Überexpression des Gens MdCo31 zur Ausprägung des kolumnaren Phänotyps führt. Aufgrund der Beobachtung, dass kolumnare Individuen eindeutige Anzeichen eines Gibberellin-Mangels aufweisen und der ursprüngliche Phänotyp durch die Applikation bioaktiver GAs wiederhergestellt werden kann, wird die Möglichkeit der Beteiligung von MdCo31 im Gibberellin-Stofffwechsel diskutiert. Darüber hinaus konnte gezeigt werden, dass die Regulation von MdCo31 von der chromosomalen Position der replikativen Transposition des Transposons Gypsy-44 abhängt. Es wird daher vermutet, dass ein cis-regulatorisches Element (CRE) und kein Transkriptionsfaktor für die Regulation von MdCo31 verantwortlich ist. Dementsprechend gibt es keine Korrelation zwischen der Erhöhung der Transkriptmenge des auf der kolumnar-spezifischen Kopie von Gypsy-44 lokalisierten 609 bp großen ORFs und der Erhöhung der Expression von MdCo31. Überraschenderweise zeigten transgene Linien mit erhöhter ORF-Transkription trotzdem kolumnar-typische Merkmalsausprägung. Inwieweit die Transkription des ORFs tatsächlich mit der Ausprägung des kolumnaren Phänotyps in Zusammenhang steht, müssen weitere Untersuchungen zeigen.