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Pflanzengentechnik

Der Modellorganismus der Gentechnik

Die Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) gehört zur Familie der Brassicaceae (Kreuzblütler). In der genetischen und molekularbiologischen Forschung dient die Ackerschmalwand als Modell für ein pflanzliches Gensystem.

Neben den Vorteilen für genetische Analysen, die andere Pflanzen auch besitzen, hat die Ackerschmalwand den Vorteil, ein relativ kleines Genom (rund 1,2108 Basenpaare) zu besitzen. Das Genom der Pflanze ist somit ähnlich groß wie das des Fadenwurms Caenorhabditis elegans und das der Taufliege Drosophila melanogaster; beide sind ebenfalls häufig verwendete Modellorganismen in der genetischen Forschung. Die Ackerschmalwand hat jedoch noch mehr Vorteile für die Forschung:

  • eine Selbstbefruchtung der Pflanze ist möglich
  • hohe Anzahl an Nachkommen (bis zu 100.00 Samen von einer Pflanze)
  • kurze Generationszeit (5-6 Wochen)
  • Kleinwüchsigkeit der Pflanze
  • Samen können leicht mutagenisiert werden
  • anspruchslos
  • preiswert
  • einfache Züchtung im Labor

Durch intensive Forschung konnte das Genom von Arabidopsis thaliana bereits Ende des Jahres 2000 vollständig sequenziert werden. Bislang wurden mehrere tausend Mutationen identifiziert, die unter anderem Auswirkungen auf Morphogenese, Photosynthese, Fruchtbarkeit und Mineralienernährung der Pflanzen haben. Zur weiteren Erforschung führt man Insertionsmutationen durch, wobei die T-DNA des Agrobacteriums als Insertionsmutagen dient.

Durch die Kenntnis einiger ihrer Gene haben Forscher bereits gelernt, wie man Weizen vor Krankheiten schützt, Tomaten reifen lässt und den Ertrag an Rapsöl verdoppelt. Arabidopsis thaliana ist nun so gut untersucht, dass Wissenschaftler nun in der Lage sind, das Wissen, das sie durch ihre Untersuchungen gewonnen haben, auch bei anderen Pflanzen anzuwenden.

Abb.1

Pflanzlicher Modellorganismus Arabidopsis thaliana (Ackerschmalwand)

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