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Abb.: Madagaskar (Foto: Thomas Janßen)

Humboldt-Universität zu Berlin - Botanik & Arboretum

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

 

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Protoplasten
Foto: Madlen Walther

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)

 


 

Foto: Jana Seifert

Tannen

Im Rahmen des Projektes "Schaffung von Grundlagen für die Selektion und Züchtung von Tannenklonen mit überdurchschnittlichen Resistenz-, Anbau- und Qualitätsmerkmalen für die Weihnachtsbaumproduktion" schaffen wir erstmals bei der Nordmann-Tanne und weiteren Tannenarten die wissenschaftlichen und technologischen Voraussetzungen, um Klonsorten mit überdurchschnittlichen Qualitäts-, Resistenz- und Anbaueigenschaften für die Weihnachtsbaumproduktion zu züchten. Grundlage sind innovative biotechnologische Verfahren (somatische Embryogenese, Kryokonservierung, Mikrosatellitentechnik u.a.), welche die klonale Massenvermehrung und die frühestmögliche Selektion und damit die wirtschaftliche Nutzung von Genotypen mit außergewöhnlichen Merkmalskombinationen erlauben. Die Mikrosatellitentechnik soll für die Nordmann-Tanne angepasst werden und es ermöglichen, in den definierten Erntebeständen zu den bereits identifizierten Mutterbäumen jene potenziellen Bestäuber zu identifizieren, welche mit großer Wahrscheinlichkeit Nachkommen mit den gewünschten Merkmalskombinationen liefern. Die dann gezielt möglichen Kreuzungen sollen Saatgut für den Aufbau von Klonsorten liefern und damit den Zeit- und Arbeitsaufwand erheblich senken. Es sollen methodische und technologische Lösungen für alle Verfahrensschritte geschaffen werden, die die Entwicklung eines wirtschaftlich effizienten Gesamtverfahrens ermöglichen.

Gefördert durch:

Bundesministerium für Bildung und Forschung
 


 

Foto: Martin Rümmler

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:

Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft über Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)

 


 

Frauenschuh-Orchidee (Cypripedium 'Ulla Silkens')
Foto: Jana Seipold

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:

nextplant

Orchideen von Miquel 

Fehrle Stauden