Durch Domestikation und Züchtung sind produktive Nutzpflanzen entstanden, die an ihre jeweiligen regionalen klimatischen Bedingungen angepasst sind. Zunächst basierte dieser Prozess auf dem häufigen Vorkommen spontaner Mutationen und der Rekombination resultierender Genvarianten. Später führte die Anwendung ionisierender Strahlung oder mutagener Agenzien zu einer immensen Erhöhung der Mutationsraten, wodurch die genetische Diversität der Kulturpflanzen enorm zugenommen hat. Ein wesentlicher Nachteil dieser Art induzierter Mutagenese ist jedoch, dass Tausende genetischer Veränderungen gleichzeitig und zudem an unbekannten Stellen im Erbgut jeder der dabei generierten Pflanze entstehen.

Im Gegensatz dazu erlauben es Methoden der Genom-Editierung genetische Veränderungen an genau vorgegebener Stelle im Erbgut der Pflanzen vorzunehmen. Für Grundlagenforschung und pflanzenzüchterische Ansätze ergibt sich daraus ein Quantensprung bezüglich der Möglichkeiten sowohl für die Erforschung von Genfunktionen als auch für die gezielte Verbesserung pflanzlicher Eigenschaften.

Angesichts dieser Optionen wurde am IPK Leibniz-Institut die technologische Plattform Genom-Editierung etabliert, die allen Arbeitsgruppen für die Umsetzung ihrer Projekte zur Verfügung steht. Basierend auf konventionellen Methoden der genetischen Transformation von Pflanzen, deckt diese Plattform die Genom-Editierung von Modellpflanzen wie Arabidopsis und Tabak, von zweikeimblättrigen Kulturpflanzen wie Tomate, Raps und Camelina sowie von den am IPK im Fokus stehenden Getreiden Gerste, Weizen, Triticale und Mais ab. Neben gezielter Mutagenese, bei der die resultierenden genetischen Veränderungen der Nukleotid-Sequenz zufällig sind, werden mit der Basen-Editierung und der Sequenzhomologie-vermittelten Editierung auch präzisere Prinzipien entwickelt und angewendet.

Kontakt:
Dr. Jochen Kumlehn
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E-Mail: kumlehn[at]ipk-gatersleben.de