Das Projekt "Teilvorhaben 3: TU Dresden (Botanik)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Bereich Mathematik und Naturwissenschaften, Institut für Botanik, Lehrstuhl Zell- und Molekularbiologie der Pflanzen durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, ein robustes, effizientes und schnelles Genotypen-Identifikationssystem zu entwickeln, dessen generelle Anwendbarkeit auf Laub- und Nadelbaumarten als Grundlage für Züchtung und Management von genetischen Ressourcen sowie für die Qualitätskontrolle von Erzeugung und Inverkehrbringen von Vermehrungsgut geprüft wird. Grundlage für die Verfahrensentwicklung sind die neuartigen molekularen ISAP-Marker (Inter-SINE Amplified Polymorphisms). ISAP-Marker repräsentieren variable Genomabschnitte zwischen den in hoher Kopienzahl vorkommenden SINEs (Short Interspersed Nuclear Elements). Auf Basis des bereits sequenzierten Genoms von Populus trichocarpa wird die Übertragbarkeit der Marker auf Laubbaumarten der Gattung Populus geprüft. Um die generelle Anwendbarkeit der Methode auf Baumarten zu ermitteln, wird die Hybridlärche als Nadelbaumart in das Vorhaben als weitere Modellbaumart einbezogen. Nach erfolgreicher Anwendung der Methode werden vorhandene Sorten, Klone und Akzessionen der Gattung Populus und der Gattung Larix genotypisiert. Die erhaltenen Informationen werden in einer Datenbank abgelegt und als Katalog für Referenzzwecke zur Verfügung gestellt. Das Teilvorhaben gliedert sich in fünf Arbeitspakete. Zunächst werden durch bioinformatische Methoden, insbesondere durch die Anwendung des Programms SINE-Finder SINEs aus der Genomsequenz der Pappel und der Hybridlärche (nach Teilsequenzierung) identifiziert. Nachfolgend werden die SINE-Kopien einer Cluster-Analyse unterzogen, um sie einzelnen Sequenzfamilien zuzuordnen. Es erfolgt eine molekulare Charakterisierung der SINE-Familien. Aus konservierten Regionen der SINEs werden Primer abgeleitet und durch PCR der Informationsgehalt der ISAP-Marker getestet. Die Anwendung der ISAP-Marker für die Genotypisierung von Akzessionen der Pappel und Lärche und Gewebekulturen der Hybridlärche erfolgt in einem weiteren Arbeitspaket. Die erhobenen Daten werden in einer Genotypisierungs-Datenbank abgelegt.
Das Projekt "Teilprojekt A: Entwicklung von Retrotransposon-basierten molekularen Werkzeugen für Züchtung, Sortenidentifizierung und Genbankerhaltung von Kartoffeln - Retrokartoffel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Norika Nordring Kartoffelzucht- und Vermehrungs-Gesellschaft durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes ist es, molekulare Verfahren der universitären Grundlagenforschung in der züchterischen und Genbank-Praxis nutzbar zu machen. Die an der TUD entwickelten anwendungsrelevanten molekularen Werkzeuge und die Verfahren ihres Einsatzes sollen in der mittelständigen Pflanzenzüchtung (Kartoffel) und in Genbanksammlungen etabliert werden. Sie werden für die Genomdiagnostik in der Sortenzüchtung, für die Sortenidentifizierung sowie für die Evaluierung der Biodiversität von genetischen Ressourcen im praktischen Züchtungsbetrieb und bei der Genbankarbeit Bedeutung erlangen. An der TU Dresden erfolgt die Isolierung und Charakterisierung von SINEs (Short Interspersed Nuclear Elements) aus der Kulturkartoffel, sowie die Entwicklung SINE-basierter diagnostischer ISAP-Marker. Die entwickelten ISAP-Protokolle sollen anschließend in den Laboren der NORIKA und der Genbank etabliert, und die dafür notwendigen technischen Vorraussetzungen geschaffen werden. Das, für die Untersuchungen zur Sortenidentifizierung, sowie der genetischen und züchterischen Ressourcen, ausgewählte Pflanzenmaterial, wird durch die NORIKA und die Genbank in vitro und in situ bereitgestellt und erhalten. Der Einsatz von neuen molekularen Markern zur Analyse der genetischen Ressourcen im Zuchtmaterial, sowie des Genoms von Kreuzungsnachkommen wird die Effizienz der Sortenzüchtung deutlich verbessern. Die Nutzung neuer, markerbasierter Methoden zur Prüfung der Sortenidentität und -reinheit wird zudem zur Verbesserung der Qualitätssicherung beitragen.