Ansatz
Glykolat-Dehydrogenase (GlcDH ), das erste Enzym des bakteriellen Glykolat Abbauwegs, ist ein Multiproteinkomplex bestehend aus drei Untereinheiten (D, E und F). Die GlcDH Aktivität wird durch die unausgewogene Expression der Untereinheiten beeinflusst. Um eine Multigen-Transformation in Pflanzen zu vermeiden und eine ausgewogene Expression der drei Untereinheiten zu gewährleisten, haben wir ein rekombinantes Glykolat-Dehydrogenase Polyprotein (DEFp) konstruiert.
Exprimiert in E. coli behielt das Polyprotein die Funktionalität des nativen GlcDH Komplexes.
Das DEFp Konstrukt wurde in Tabak und Kartoffel Chloroplasten eingeführt.
- Rekombinantes DEFp war aktiv in planta, verbesserte die CO2 -Aufnahme und verringerte die Photorespiration.
- Transgene Tabakpflanzen produzierten mehr Biomasse, insbesondere unter eingeschränkter Verfügbarkeit von Stickstoff (Abbildung 1).
- Transgene Kartoffel produzierten höhere Mengen an Kohlenhydraten in den Blättern, was zu einem 2,3 fach höheren Knollenertrag führte (Abbildung 2).
Schlussfolgerung
Die Expression von rekombinantem DEFp in Tabak- und Kartoffel Plastiden hat einen signifikanten Einfluss auf den Kohlenstoff –Stoffwechsel und verbessert damit die Biomasseakkumulation und die Effizienz der Nährstoffnutzung unter Stickstoffmangelbedingungen.
Dieser neuartige Ansatz hat das Potenzial Biomasse und Ertrag verschiedener Kulturen zu steigern.
Fraunhofer-Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME
