Forschung in der Gruppe "Entwicklungsbiologie der Pflanzen"
Wir entwickeln und nutzen Techniken der somatischen Embryogenese und in-vitro Kultur für Gehölze (Koniferen, Pappeln) und Orchideen zur Sicherung und identischen Vervielfältigung von genetischem Material mit wünschenswerten forstlichen oder gartenbaulichen Eigenschaften sowie im Rahmen der Erhaltung gefährdeter Wildpflanzen
Protoplasten
Die Nordmann-Tanne (Abies nordmanniana (Stev.) Spach) ist mit Abstand der beliebteste Weihnachtsbaum in deutschen Wohnzimmern. Im Projekt "Erzeugung totipotenter (embryonaler) Stammzellen aus vegetativen Zellen selektierter, adulter Elite-Genotypen als Grundlage für die Züchtung und Vermehrung von Klonsorten bei gartenbaulich relevanten Nadelgehölzen" versuchen wir mit Hilfe von biotechnologischen Verfahren, besonders schöne Bäume mit hervorragenden Eigenschaften als hochwertige Klonsorte zu etablieren und in großer Menge zu produzieren. Dafür entwickeln wir ein Verfahren, um einzelne Zellen eines Zielbaumes durch die Übertragung von Entwicklungsfaktoren aus einer embryogenen Spenderzelle mittels Zellfusion zu reembryonalisieren. Die Zelle soll dadurch veranlasst werden, den Weg der somatischen Embryogenese einzuschlagen, also eine Art Stammzelle zu werden, die in der Lage ist, sich zu einer oder beliebig vielen kompletten Pflanzen zu entwickeln, die dann alle genetisch und morphologisch identisch sind.
Kooperationspartner:
Johann Heinrich von Thünen-Institut für Forstgenetik (Waldsieversdorf)
Tannen
Die Anzucht von Nordmann-Tannen erfolgt bislang ausschließlich aus heterogenem Saatgut unterschiedlicher Herkunft. Die Ausbeute der Anbauer an vermarktungsfähigen Bäumen liegt derzeit nur bei etwa 60%. Daher besteht die dringende Notwendigkeit, Sorten zu entwickeln, die sich durch eine hohe Qualität und einheitliche Anbaueigenschaften auszeichnen.
Im Rahmen des Projektes „Entwicklung und Testung eines technologischen Prozesses für die klonale Massenvermehrung, Anzucht und Klonbewertung bei Abies nordmanniana“ schaffen wir eine Grundlage zur wirtschaftlichen Nutzung von Genotypen der Nordmann-Tanne mit außergewöhnlichen Merkmalskombinationen als Klonsorten. Das Hauptziel des Projektes ist eine Ertragsteigerung an qualitativ hochwertigen und vermarktungsfähigen Bäumen pro Flächeneinheit von gegenwärtig 60% auf bis zu 80%.
Methodisch umfasst das Projekt die Etablierung embryogener Klone, in vitro Massenvermehrung, Embryoreifung, Erzeugung von Keimpflanzen, qualitative Bewertung und Kryokonservierung. Mittels in vitro Massenvermehrung ist die Voraussetzung gegeben, ideale Genotypen als Klonsorten zu vermehren und wirtschaftlich zu nutzen.
Kooperationspartner:
Gefördert durch:
Bundesministerium für Bildung und Forschung
DendroMax
Im Projekt "Entwicklung der biotechnologischen Grundlagen und praxisnaher Anbauverfahren für die Steigerung der Dendromasseproduktion in Land- und Forstwirtschaft durch Züchtung und Massenvermehrung von Hochleistungssorten ausgewählter Baumarten" werden die Voraussetzungen für eine Erweiterung des Baumartenspektrums und der Möglichkeiten für eine wirtschaftliche Produktion von Holz-Biomasse geschaffen. Dies wird erreicht durch die Entwicklung geprüfter, in ihrer Leistungsfähigkeit und Widerstandskraft verbesserter, in vitro vermehrter Klone der Arten Hybridlärche (Larix x eurolepis), Douglasie (Pseudotsuga menziesii) und Aspe (Populus tremula).
Bei Lärche und Douglasie führt bisher der einzige Weg zur klonalen Massenvermehrung über den Prozess der somatischen Embryogenese, der ausschließlich an sexuell erzeugten, zygotischen Embryonen als Ausgangsmaterial induziert werden kann. Dieses wird mittels klassischer Züchtung, durch Kreuzung ausgewählter Bäume, bereitgestellt und durchläuft nachfolgend einen mehrstufigen Prozess der In-vitro-Vermehrung. Schließlich gelangen die fertigen Keimpflanzen nach erfolgreicher Akklimatisierung (ex-vitro) auf Freiflächen, wo sie innerhalb einiger Jahre u.a. hinsichtlich ihrer Wuchseigenschaften geprüft werden.
Daraus kann ein langwieriger Prozess nachträglicher Klontests resultieren. Wir wollen daher innovative Ansätze entwickeln, die auf die direkte Nutzung selektierter adulter Elitebäume zielen. Es soll erreicht werden, Zellen aus adulten Individuen in totipotente Stammzellen umzuwandeln, die somit wieder zur somatischen Embryogenese befähigt sind. Dazu ist es ebenso notwendig, die genetische Regulation grundlegender Prozesse der Embryogenese zu verstehen.
Kooperationspartner:
Staatsbetrieb Sachsenforst (SBS)
Gefördert durch:
KlonIdee
Wir erarbeiten die wissenschaftlichen Grundlagen für die klonale Massenvermehrung von Frauenschuh-Orchideen der Gattungen Cypripedium und Paphiopedilum im Projekt "Entwicklung neuartiger, biotechnologisch-gestützer Züchtungs- und Produktionsverfahren für Frauenschuhorchideen (Cypripedium, Paphiopedilum)". Diese können Ansatzpunkte für die Entwicklung von Klonsorten und deren kommerzielle Nutzung sein. Wir suchen nach einem Verfahren, das innovative biotechnologische Ansätze, vor allem die somatische Embryogenese als Grundlage der Produktion einbezieht, um herausragende Ergebnisse der Kreuzungszüchtung wirtschaftlich nutzbar zu machen.
Gefördert durch:
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Kooperationspartner: