Stefanie Reim

Beiträge zur Bewertung der Umweltverträglichkeit gentechnisch veränderter Apfelgehölze

Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor agriculturarum (Dr. agr.) vorgelegt der Naturwissenschaftlichen Fakultät III der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
verteidigt am 20.10.2008

Abstract
Ziel dieser Arbeit war es die Umweltverträglichkeit von transgenen Apfelpflanzen für eine potentielle Freisetzung zu prüfen. Die dabei durchgeführten Untersuchungen befassen sich zum einen mit der Abschätzung der Häufigkeit eines vertikalen Gentransfers von genetisch veränderten auf nicht veränderte Apfelpflanzen. Zum anderen wurden Analysen zur Stabilität der Integration und Expression von Transgenen in vegetativ vermehrten Apfellinien nach der Phase der In-vitro-Kultur sowie in veredelten transgenen/ nicht transgenen Sorten-Unterlagen-Kombinationen durchgeführt. Weiterhin wurde der Transport von Transgenprodukten innerhalb veredelter Apfelgehölze untersucht.
Die vorliegenden Untersuchungen zur Umweltverträglichkeit von gentechnisch veränderten Apfelpflanzen zeigen, dass bei einer Freisetzung von transgenem Apfel das Risiko einer Auskreuzung durch die Einhaltung von Sicherheitsabständen zu benachbarten Obstanlagen verringert werden kann. Eine Aussage ab welcher Entfernung kein Auskreuzungsereignis mehr stattfindet, kann anhand dieser Untersuchungen nicht getroffen werden. Die Analysen zur Stabilität von Transgenen haben gezeigt, dass die T-DNA bei einem Großteil der untersuchten Apfelpflanzen über Jahre stabil integriert war und nach wie vor exprimiert wurde. Ein möglicher Verlust des transgenen Merkmals kann mit Hilfe der vorhandenen molekularen Techniken in den meisten Fällen nachgewiesen werden. Damit ist vor einer Freisetzung die Selektion instabiler Pflanzen möglich.
Eine Verbesserung der Umweltverträglichkeit hinsichtlich des Auskreuzungsrisikos durch die Kombination einer transgenen und nicht transgenen Veredelungskomponente konnte für die hier untersuchten Apfelpflanzen nicht nachgewiesen werden.

The aim of this work was the risk assessment of genetically engineered apple trees in the case of a potential release. One part of the investigations concerns the relative frequency of gene flow from transgenic to non-transgenic apple cultivars in the environment. Another objective deals with the stability of integration and long-term expression of transgenes in vegetatively propagated in vitro plants and after grafting of ex vitro plants in different scion/rootstock combinations. Furthermore the transport of transgene products in grafted ex vitro plants was analysed.
The present study on the environmental compatibility of genetically engineered apple plants shows that the risk of a vertical gene transfer from transgenic apple trees could be decreased by the compliance of safety distances to neighbouring orchards. However, on the basis of this study it is not possible to make a statement in which distance no pollen transport takes place. The analyses on the stability of T-DNA showed that the main part of the investigated apple plants had stably integrated and expressed T-DNA over years. In most cases, a potential loss of the transgenic trait can be detected with the available molecular techniques. By this a selection of stable transgenic plants is possible before a release.
An improvement of the environmental compatibilty of transgenic plants concerning the vertical gene transfer by the combination of transgenic and non transgenic grafting components was not verifiable for the analysed plants.

Keywords:
Apple, Malus x domestica Borkh., genetic engineering, risk assessment, vertical gene transfer, red marker, transgene stability, grafting

Apple, Malus x domestica Borkh., genetic engineering, risk assessment, vertical gene transfer, red marker, transgene stability, grafting

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Inhaltsverzeichnis
Titelblatt, Inhaltsverzeichnis (1, I-IV)
1. Einleitung (1-3)
2. Stand des Wissens (4-26)
3. Material und Methoden (27-45)
4. Ergebnisse (46-74)
5. Diskussion (75-94)
6. Zusammenfassung (95-97)
6. Summary (98-100)
7. Literaturverzeichnis (101-119)
8. Anhang (120-153)