Biotechnologie der Pflanzen: eine Einführung ; 18 Tabellen
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|---|---|
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Stuttgart
Ulmer
1992
|
| Series: | UTB für Wissenschaft : Große Reihe
|
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Item Description: | Literaturangaben |
| Physical Description: | 286 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3825280608 3800126443 |
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT. 5
EINLEITUNG. 13
A GEWEBEKULTURTECHNIK IN KLONALER VERMEHRUNG UND
ERHALTUNGSZUECHTUNG
1 SAMENKEIMUNG DER ORCHIDEEN. 15
1.1 ORCHIDEENBOOM IM 19. JAHRHUNDERT. 15
1.2 SAMEN DER ORCHIDEEN. 16
1.3 ENDOTROPHE MYKORRHIZA DER ORCHIDEEN . 16
1.3.1 ENDOTROPHE MYKORRHIZA. 16
1.3.2 KEIMUNG UND WEITERE ENTWICKLUNG . 17
1.4 KEIMUNG IN VITRO. 17
1.4.1 SYMBIONTISCHE KEIMUNG. 18
1.4.2 ASYMBIONTISCHE KEIMUNG. 18
1.5 PRAKTISCHE BEDEUTUNG DER SAMENKEIMUNG IN VITRO. 19
2 EMBRYONENKULTUR (KULTUR ZYGOTISCHER EMBRYONEN) . 20
2.1 EMBRYONALENTWICKLUNG IN VIVO. 20
2.2 ISOLIERUNG UND KULTUR. 21
2.3 ANWENDUNGEN IN DER PRAXIS . 22
2.3.1 BRECHEN DER SAMENRUHE. 22
2.3.2 KULTUR NICHT ENTWICKLUNGSFAEHIGER HYBRIDEMBRYONEN. 23
2.3.3 KLONALE VERMEHRUNG ZYGOTISCHER EMBRYONEN. 28
3 KLONALE VERMEHRUNG UEBER ACHSELKNOSPEN. 29
3.1 APIKALE DOMINANZ UND KLONALE VERMEHRUNG UEBER ACHSELKNOSPEN. 29
3.2 STERILE ANZUCHT DES AUSGANGSMATERIALS FUER IN-VITRO-VERFAHREN. 30
3.3 KLONALE VERMEHRUNG UEBER ACHSELKNOSPEN AN SPROSSSPITZEN. 31
3.3.1 BRASSICA OLERACEA VAR. BOTRYTIS. 31
3.3.2 GERBERA JAMESONII. 31
3.3.3 RHODODENDRON . 35
3.4 KLONALE VERMEHRUNG UEBER ACHSELKNOSPEN AN EINZELKNOTEN. 36
3.4.1 EUCALYPTUS. 36
3.4.2 DIOSCOREA. 37
4 MERISTEMKULTUR. 38
4.1 ORCHIDEEN. 38
4.2 PATHOGENFREIE PFLANZEN UEBER MERISTEMKULTUR . 39
4.3 BEISPIELE FUER MERISTEMKULTUR. 40
4.3.1 SOLANUM TUBEROSUM. 40
4.3.2 FRAGARIA. 42
4.3.3 CICER ARTETINUM. 43
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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8 INHALTSVERZEICHNIS
5 ADVENTIVBILDUNGEN AN EXPLANTATEN. 44
5.1 ADVENTIVSPROSSE . 44
5.2
SAINTPAULIA IONANTHA. 46
5.3 LILIUM. 46
6 KALLUSKULTUR, SUSPENSIONSKULTUR UND EINZELZELLKULTUR . 48
6.1 KALLUSKULTUR. 49
6.2 SUSPENSIONSKULTUR. 55
6.3 EINZELZELLKULTUR. 55
6.4 KAELTELAGERUNG. KAELTEHALTUNG UND KRYOKONSERVIERUNG. 58
6.4.1 KAELTELAGERUNG UND KAELTCHALTUNG . 58
6.4.2 KRYOKONSERVIERUNG. 59
7 BILDUNG VON EMBRYOIDEN (SOMATISCHE EMBRYOGENESE) . 63
7.1 INDIREKTE EMBRYOIDBILDUNG. 63
7.1.1
DMICTIS AIIVNI. 64
7.1.2 EIAIS GUINEENSIS. 65
7.2 DIREKTE EMBRYOIDBILDUNG . 66
7.2.1 CITRUS UNION. 66
7.3 KUENSTLICHE SAMEN. 67
7.3.1 MEDICAGO SUTIVA. 67
7.3.2 PRAKTISCHE BEDEUTUNG KUENSTLICHER SAMEN. 71
8 PROTOPLASTENKULTUR. 72
8.1 ISOLIERUNG VON PROTOPLASTEN . 72
8.2 PROTOPLASTENKULTUR. 74
8.3 REGENERATION VON PFLANZEN. 75
8.3.1 TIIIWUNI AESLIVUM. 76
8.3.2 SOLANUM TUBEROSUM. 77
8.4 PRAKTISCHE BEDEUTUNG DER PROTOPLASTENKULTUR. 77
9 PRAKTISCHE RELEVANZ DER GEWEBEKULTURTECHNIK FUER KLONALE VERMEHRUNG UND
ERHALTUNGSZUECHTUNG. 82
B GEWEBEKULTURTECHNIK IN DER PRODUKTION SEKUNDAERER
PFLANZENSTOFFE
10 SUSPENSIONSKULTUREN IN BIOREAKTOREN. 85
10.1 EIGENSCHAFTEN VON PFLANZLICHEN SUSPENSIONSKULTUREN. 85
10.2 KULTURVERFAHREN UND WACHSTUMSVERLAUF. 85
10.2.1 DISKONTINUIERLICHE KULTUR (STATISCHE KULTUR, BATCH CULTURE) . 85
10.2.2 KONTINUIERLICHE KULTURVERFAHREN . 91
10.2.3 SEMIKONTINUIERLICHE KULTUR. 91
10.3 BIOREAKTOREN. 91
11 PRODUKTION SEKUNDAERER PFLANZENSTOFFC IN SUSPENSIONSKULTUR. 93
11.1 SEKUNDAERE PFLANZENSTOFFE IN DER MEDIZIN. 93
11.1.1 DIOSGENIN. 93
11.1.2 CODEIN. 95
11.1.3 ATROPIN, HYOSCYAMIN UND SCOPOLAMIN. 95
11.1.4 RESERPIN UND SERPENTIN. 97
11.1.5 DIGOXIN UND DIGITOXIN. 99
INHALTSVERZEICHNIS 9
11.1.6 PROTOBERBERINE. 101
11.1.7 ANTHRACHINONE. 103
11.1.8 ROSMARINSAEURE. 103
11.2 SEKUNDAERE PFLANZENSTOFFE IN DER LANDWIRTSCHAFT. 104
11.2.1 NICOTIN. 104
11.3 SEKUNDAERE PFLANZENSTOFFE IN DER NAHRUNGSMITTELINDUSTRIE. 105
11.3.1 BETALAINE . 105
11.3.2 STEVIOL . 105
11.4 SEKUNDAERE PFLANZENSTOFFE IN DER KOSMETIKINDUSTRIE. 106
11.4.1 SHIKONIN . 106
11.5 BILDUNG NEUER STOFFE IN SUSPENSIONSKULTUREN. 108
12 PRODUKTION SEKUNDAERER PFLANZENSTOFFE DURCH IMMOBILISIERTE ZELLEN. 110
12.1 VORTEILE IMMOBILISIERTER ZELLSYSTEME. 111
12.2 FREISETZEN DES PRODUKTS (EINE DER MOEGLICHEN SCHWIERIGKEITEN BEI
IMMOBILISIERTEN ZELLSYSTEMEN). 111
12.3 IMMOBILISIERUNGSSYSTEME. 112
12.3.1 GELE ZUR IMMOBILISIERUNG . 113
BEISPIEL
: DIGITALIS LANATA. 114
12.3.2 SCHAUMSTOFFE ZUR IMMOBILISIERUNG. 114
BEISPIEL: CAPSICUM FRUTESCENS. 114
13 OEKONOMISCHE ASPEKTE DER LN-VITRO-PRODUKTION SEKUNDAERER PFLANZENSTOFFE
. 116
13.1 RELEVANZ DER IN-VITRO-PRODUKTION UNTER THEORETISCHEN WIE
PRAKTISCHEN
ASPEKTEN . 116
13.1.1 UNTERSUCHUNGEN ZU BIOSYNTHESE UND DEGRADATION SEKUNDAERER
PFLANZENSTOFFE. 116
13.1.2 ERSATZ DER ZELLEN DURCH ISOLIERTE ENZYME. 116
13.1.3 UEBERTRAGUNG VON GENEN AUS PFLANZEN IN MIKROORGANISMEN. 117
13.2 OEKONOMIE DER PRODUKTION SEKUNDAERER PFLANZENSTOFFE IN GEWEBEKULTUR
(SUSPENSIONSKULTUR). 117
13.2.3 VERKAUFSWERT SEKUNDAERER PFLANZENSTOFFE UND FLOEHE IHRER PRODUKTION
IN
SUSPENSIONSKULTUREN. 118
13.2.4 PRODUKTIONSKOSTEN SEKUNDAERER PFLANZENSTOFFE. 119
13.2.5 MOEGLICHKEITEN ZUR SENKUNG DER PRODUKTIONSKOSTEN. 119
13.2.5.1 OPTIMIERUNG DER KULTURMEDIEN. 120
13.2.5.2 SCREENING UND SELEKTION AUF HOCHPRODUZIERENDE VARIANTEN . 121
13.2.5.3 ERHOEHUNG DER ZELLDICHTE. 123
C GEWEBEKULTURTECHNIK IN DER NEUZUECHTUNG
14 VARIABILITAET IN GEWEBEKULTUREN (SOMAKLONALE VARIABILITAET) . 127
14.1 VARIABILITAET IN GEWEBEKULTUREN: SOMAKLONALE UND GAMETOKLONALE
VARIATION . 127
14.2 GENETISCHE BASIS DER SOMAKLONALEN VARIATION. 128
14.2.1 FORMAL-GENETISCHE ANALYSE. 128
14.2.2 KARYOLOGISCHE ANALYSE. 128
14.2.3 MOLEKULARE ANALYSE. 129
14.3 SOMAKLONALE VARIATION IN DER NEUZUECHTUNG. 129
14.3.1 SACCHARUM OFSSCINARUM. 129
14.3.2 PELARGONIUM. 130
14.3.3 LYCOPERSICON ESCULENTUM. 130
14.3.4 SOLANUM TUBEROSUM. 132
10 INHALTSVERZEICHNIS
14.3.5 BEDEUTUNG DER SOMAKLONALEN VARIATION FUER DIE NEUZUECHTUNG. 133
14.4 INDUZIERTE MUTAGENESE IN GEWEBEKULTUREN. 134
14.4.1 FAKTOREN DER MUTAGENESE . 134
14.4.2 MUTAGENESE OHNE BILDUNG VON CHIMAEREN. 135
14.4.2.1 INDUZIERTE MUTANTEN AUS SUSPENSIONSKULTUREN. 135
14.4.2.2 MUTANTEN UEBER ADVENTIVSPROSSE AN EXPLANTATEN. 136
15 HAPLOIDE IN DER PFLANZENZUECHTUNG. 142
15.1 TERMINOLOGIE. 142
15.2 DIE BEDEUTUNG VON HAPLOIDEN IN DER NEUZUECHTUNG. 142
15.3 DIE GEWINNUNG VON HAPLOIDEN UEBER IN-VITRO-VERFAHREN. 143
15.3.1 HAPLOIDE UEBER GYNOGENESE. 144
15.3.1.1 ELIMINIERUNG VON CHROMOSOMEN BEI DER /TU/IO.SUM-TECHNIK. 144
15.3.1.2 HAPLOIDE AUS ISOLIERTEN FRUCHTKNOTEN. 144
15.3.2 HAPLOIDE UEBER ANDROGENESE . 145
15.3.2.1 NORMALE ENTWICKLUNG DES POLLENS. 145
15.3.2.2 BEGINN DER ANDROGENESE. 146
15.3.2.3 VERFAHREN ZUR GEWINNUNG VON HAPLOIDEN UEBER ANDROGENESE . 146
15.4 GAMETOKLONALE VARIATION. 150
15.4.1 PHAENOTYPISCHE AUSWIRKUNGEN. 150
15.4.2 GENETISCHE BASIS. 150
15.5 BEISPIELE FUER DIE NUTZUNG HAPLOIDER IN DER NEUZUECHTUNG. 151
15.5.1 HAPLOIDE IN DER MUTATIONSZUECHTUNG. 151
BEISPIEL: AUXOTROPHE MUTANTEN BEI
NICOTIANA TAHACUM. 151
16 LN-VITRO-BEFRUCHTUNGEN. 158
16.1 METHODEN DER IN-VITRO-BEFRUCHTUNG. 158
16.1.1 VERWENDUNG GANZER, ISOLIERTER FRUCHTKNOTEN. 158
16.1.2 VERWENDUNG VON FRUCHTKNOTEN OHNE FRUCHTKNOTENWAND. 159
16.1.3 VERWENDUNG VON ISOLIERTEN SAMENANLAGEN. 159
16.2 ANNAEHERUNGEN AN DIE VERWERTUNG IN DER PRAXIS. 159
16.2.1 AUSSCHALTEN DER SELBSTINKOMPATIBILITAET. 159
16.2.2 AUSSCHALTEN DER KREUZUNGSINKOMPATIBILITAET. 160
16.3 POLLENSELEKTION. 160
16.3.1 UEBERLAPPENDE GENEXPRESSION IN POLLEN UND SPOROPHYTEN. 160
16.3.2 BEISPIEL FUER EINE POLLENSELEKTION: TOLERANZ GEGEN CHLORSULFURON
BEI MAIS
(ZEAMAYS)
161
16.3.3 ZUKUNFTSASPEKTE: IN-VITRO-POLLENSELEKTION UND
IN-VITRO-BEFRUCHTUNG
. 161
17 SOMATISCHE HYBRIDISIERUNG (PARASEXUELLE HYBRIDISIERUNG) . 163
17.1 GENERELLER ABLAUF UND TERMINOLOGIE. 163
17.2 METHODEN DER PROTOPLASTENFUSION. 163
17.3 NOTWENDIGKEIT DER SELEKTION. 166
17.4 BEISPIELE FUER SOMATISCHE HYBRIDISIERUNG. 166
17.4.1 NICOTIANA GLAUCA + N. LANGSDORFFLI. 166
17.4.2 SOLANUM TUBEROSUM. 168
17.4.3 DATURA . 169
17.4.4 SOLANUM TUBEROSUM + LYCOPERSICON ESCULENTUM. 170
17.4.5 HINWEISE AUF WEITERE SOMATISCHE GATTUNGSHYBRIDEN. 171
17.4.6 UNIVERSELLE HYBRIDISIERUNGSPARTNER . 172
BEISPIEL:
SINAPIS TURGIDA+ BRASSICA SP. 172
17.5 VARIANTEN DER SOMATISCHEN HYBRIDISIERUNG. 173
17.5.1 ASYMMETRISCHE HYBRIDISIERUNG. 173
17.5.2 CYBRIDISIERUNG. 174
INHALTSVERZEICHNIS 11
D GENTECHNIK IN DER NEUZUECHTUNG
18 GRUNDLAGEN DER MOLEKULAREN REKOMBINATION. 180
18.1 GENTECHNOLOGIE, GENMANIPULATION, GENTRANSFER. 180
18.2 GRUNDLAGEN DER MOLEKULAREN REKOMBINATION. 181
18.2.1 RESTRIKTIONSENDONUCLEASEN. 181
18.2.2 KLONIERUNGSVEKTOREN FUER PROKARYONTEN. 182
18.2.3 EXPRESSIONSVEKTOREN FUER EUKARYONTEN. 184
18.2.3.1 EXPRESSION VON FREMDGENEN. 184
18.2.3.2 SELEKTIERBARE MARKIERUNGSGENE. 185
18.2.3.3 REPORTERGENE. 186
18.2.4 TRANSFERVEKTOREN FUER EUKARYONTEN. 187
18.2.4.1 TUMORBILDUNG IN VIVO DURCH AGROHACTERIUM LUMEFACIENS. 188
18.2.4.2 COINTEGRATIVE VEKTOREN. 191
18.2.4.3 BINAERE VEKTOREN . 193
18.2.4.4 TI-PLASMIDE ALS UNIVERSALVEKTOREN FUER ZWEI- UND
EINKEIMBLAETTRIGE. 193
18.3 MOLEKULARE METHODEN ZUM NACHWEIS VON GENUEBERTRAGUNGEN. 195
18.3.1 SOUTHERN BLOTTING. 195
18.3.2 MARKIERUNG DER SONDEN-DNA . 197
18.3.2.1 NICK-TRANSLATION. 197
18.3.2.2 OLIGOLABELLING-VERFAHREN. 197
18.3.3 EINSATZ NICHT-RADIOAKTIVER MARKIERUNGEN. 198
18.3.3.1 BIOTIN-MARKIERUNG. 198
18.3.3.2 DIGOXIGENIN-MARKIERUNG. 199
18.4 BLOTTING-VERFAHREN ZUM NACHWEIS DER GENEXPRESSION. 199
18.4.1 NORTHERN BLOTTING. 199
18.4.2 WESTERN BLOTTING. 199
18.5 RESTRIKTIONSFRAGMENT-LAENGENPOLYMORPHISMUS.200
19 METHODEN DES GENTRANSFERS BEI HOEHEREN PFLANZEN.203
19.1 HISTORIK: EMBRYONEN ALS REZEPTOREN.203
19.2 LEAF-DISK-TECHNIK.206
19.3 PROTOPLASTEN-TECHNIK .207
19.3.1 INDIREKTE PROTOPLASTEN-TECHNIK.207
19.3.2 DIREKTE PROTOPLASTEN-TECHNIK.208
19.4 PARTIKELBESCHUSS-TECHNIK. 210
19.5 POLLEN-TECHNIK. 210
19.5.1 DIREKTE POLLEN-TECHNIK. 211
19.5.2 INDIREKTE POLLEN-TECHNIK. 212
19.6 VERGLEICH DER VERFAHREN ZUM GENTRANSFER.214
20 GEWEBESPEZIFISCHE EXPRESSION UEBERTRAGENER GENE. 218
20.1 INDUZIERBARE GENE .218
20.2 GEWEBESPEZIFISCHE INDUKTION VON GENAKTIVITAET . 219
20.3 GEWEBESPEZIFISCHE INDUKTION NACH GENTRANSFER.223
20.4 REGULATION DER INDUZIERBARKEIT UEBER DIE PROMOTORREGION. 224
20.4.1 DIE INDUZIERBARKEIT ALS EINE DER FUNKTIONEN DER
PROMOTORREGION.224
20.4.2 DELETIONSANALYSE DER PROMOTORREGION .224
21 GEN-TAGGING UND GENISOLIERUNG MIT HILFE TRANSPONIERBARER ELEMENTE.227
21.1 HINWEISE AUF MOEGLICHKEITEN DER GENISOLIERUNG AUF BASIS DER
GEN-EXPRESSION 227
21.2 GEN-TAGGING UND GENISOLIERUNG.227
21.2.1 TRANSPONIERBARE ELEMENTE.227
21.2.2 TRANSPONIERBARE ELEMENTE BEIM MAIS.228
12 INHALTSVERZEICHNIS
21.2.3 GEN-TAGGING UND GENISOLIERUNG MIT HILFE TRANSPONIERBARER ELEMENTE
. 229
21.3 TRANSFER VON UEBER GEN-TAGGING ISOLIERTEN GENEN.230
22 TRANSFER LANDWIRTSCHAFTLICH WICHTIGER GENE.232
22.1 ETAPPEN BIS ZUM TRANSFER VON NUTZGENEN IN NUTZPFLANZEN.232
22.1.1 ARBEITEN MIT MODELLGENEN AN MODELLPFLANZEN.232
22.1.2 ARBEITEN MIT MODELLGENEN AN NUTZPFLANZEN.233
22.1.3 ARBEITEN MIT NUTZGENEN AN MODELLPFLANZEN.233
22.1.4 ARBEITEN MIT NUTZGENEN AN NUTZPFLANZEN.233
22.2 GENE FUER BIOLOGISCHE STICKSTOFF-FIXIERUNG.233
22.3 GENE FUER SPEICHERPROTEINE.236
22.4 GENE FUER VIRUSRESISTENZ.241
22.4.1 TRANSFER DER VIRALEN GENE FUER HUELLPROTEINE.242
22.4.2 VIRUS-RESISTENZ UEBER ANTISENSE-RNA .244
22.4.3 ANTISENSE-RNA IM NORMALEN ENTWICKLUNGSGANG.246
22.4.4 EIN ZUKUNFTSASPEKT: VIRUSRESISTENZ UEBER PFLANZENEIGENE
ANTIKOERPER? . 247
22.5 GENE FUER RESISTENZ GEGEN PILZE.24S
22.5.1 GENE FUER CHITINASE.248
22.5.2 GENE FUER STILBENSYNTHASEN.249
22.6 GENE FUER RESISTENZ GEGEN INSEKTEN.250
22.6.1 ENDOTOXINE AUS BACILLUS THURINGKNSIS.251
22.6.2 PROTEINASE-INHIBITOREN AUS PFLANZEN.252
22.7 GENE FUER RESISTENZ GEGEN HERBIZIDE.254
22.7.1 GLYPHOSAT.255
22.7.2 PHOSPHINOTHRIEIN.256
22.7.3 2.4-DICHLORPHENOXYESSIGSIIURE.258
22.8 DIE BEDEUTUNG DES GENTRANSFERS BEI PFLANZEN.259
22.8.1 GENUEBERTRAGUNGEN BEI ORYZU STILIVA UND GLYCINE NUI.X: EINE
NOTWENDIGE
ERGAENZUNG.260
22.8.2 STAND DER VERSUCHE ZUM GENTRANSFER IN NUTZPFLANZEN . 261
22.8.3 DAS HERBIZID-PROBLEM.262
22.8.4 OEKOLOGISCH ORIENTIERTE GENTECHNOLOGIE: WENIGER CHEMIE AUF DEN
ACKER! . 263
23 BIOTECHNOLOGIE DER PFLANZEN: EINE GEMEINSCHAFTSAUFGABE VON NORD UND
SUED . . 268
23.1 DIE ERSTE YYGRUENE REVOLUTION".268
23.2 DIE ZWEITE YYGRUENE REVOLUTION".269
23.2.1 NEGATIVE AUSWIRKUNGEN DER ZWEITEN YYGRUENEN REVOLUTION"?.269
23.2.2 ZU UNTERSCHIEDEN ZWISCHEN DER ERSTEN UND DER ZWEITEN YYGRUENEN
REVOLUTION" 270
23.2.2.1 F.XEMPEL GEWEHEKULTUR-TECHNIK: VIELFALT UNTER EINBEZIEHUNG DES
SUEDENS ANSTATT
UNIFORMITAET - EIN ERSTES POSITIVUM DER ZWEITEN YYGRUENEN REVOLUTION" .
270
23.2.2.2 EXEMPEL GENTECHNOLOGIE: KOOPERATION ZWISCHEN NORD UND SUED ZUR
REDUZIERUNG DES CHEMIKALIENEINSATZES - EIN WEITERES POSITIVUM DER
ZWEITEN
YYGRUENEN REVOLUTION".271
WEILERFUEHRENDE LITERATUR.275
ANHANG.277
BILDAUTOREN.277
ABKUERZUNGEN .278
KULTURMEDIEN.279
SACHREGISTER.280 |
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