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Analysis of Arabidopsis hybrid incompatibilities

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Erforschung von Krankheitsresistenzen bei der Kreuzung von Pflanzen

Die Möglichkeit, genetisch unterschiedliche Pflanzen zu kreuzen, ist für die moderne Landwirtschaft eine enorme Errungenschaft. Vorrangiges Forschungsziel bei der Züchtung vitaler Hybriden ist dabei die Vermeidung von Inkompatibilitäten.

Gesundheit

Zwar zählt eine hohe Hybridvitalität zu den erwünschten Eigenschaften, um sie zu erreichen, müssen allerdings die Ursachen von Inkompatibilität besser geklärt werden. Häufig wird das Potenzial der Hybridvitalität durch Kreuzungsfehlversuche nicht ausgeschöpft. Das Projekt ARABIDOPSIS HYBRIDS (Analysis of Arabidopsis hybrid incompatibilities) zielte darauf ab, möglichst viele erwünschte Eigenschaften in Nutzpflanzen zu integrieren. Das in zwei Teilabschnitte gegliederte EU-finanzierte Projekt untersuchte auf molekularer und biochemischer Ebene die Ursachen für Inkompatibilitäten zwischen Hybriden und zwischen Arten. Im ersten Teilabschnitt wurde eine vorliegende Inkompatibilität charakterisiert, die sich durch ektopische Gewebswucherungen auf den Blattstielen der Nachkommen manifestiert. Beim betreffenden Modell handelte es sich um eine spanisch/tadschikische Arabidopsis thaliana-Kreuzung. Erste Ergebnisse führen diese ausgeprägte negative Epistase auf die Interaktion zwischen zwei Allelen eines Proteins für Krankheitsresistenz zurück. Ziel war es, durch Austausch von Domänen und Mutagenese die Interaktion auf Proteinebene zu charakterisieren, um die Ursachen dieser unerwünschten Interaktion zu ergründen. Der zweite Teilabschnitt untersuchte Effekte intra- und interspezifischer Hybridformation auf die genomische Regulation mittels RNA-Silencing und untersucht dies an Arabidopsis-Hybriden. Die These war, dass es durch kleine RNA-Populationen in Hybriden zur genetischen Fehlregulation und damit zur Hybridinkompatibilität kommt. Bioinformatische Datenanalysen waren allerdings problematisch, da nicht alle für die Studie verwendeten Genome vollständig sequenziert sind. Ein Austausch von Forschungsergebnissen mit anderen renommierten Forscherteams soll dazu beitragen, die Erfolge des Projekts zu maximieren.

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