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Max Planck Gesellschaft e.V
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Green Team

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In der Servicegruppe „Pflanzenkultur/transformation” arbeiten Gärtner, Technische Assistenten und Auszubildende unter der Leitung von Karin Köhl als Dienstleister für die Wissenschaftler des MPI-MP. Das Greenteam führt Pflanzentransformationen durch, entwickelt Kulturprotokolle und betreut die Pflanzenexperimente gärtnerisch. Zu den Aufgaben gehört auch die Beantragung und Durchführung der Feldversuche mit gentechnisch veränderten Kartoffeln. Da alle Kulturversuche den wissenschaftlichen Gepflogenheiten entsprechend wiederholbar sein müssen, werden hohe Anforderungen an die Qualität und Dokumentation der Arbeitsabläufe gestellt.

Pflanzenkultur
Grundlagen für die reproduzierbare Durchführung von Pflanzenkulturexperimenten sind klimakontrollierte Kulturanlagen, Standardkulturprotokolle sowie das Know-how der Greenteam-Mitglieder.

Die Pflanzenkulturanlage besteht aus über 30 Klimakammern mit einer Anbaufläche von 400 m², in denen Klimaparameter (Temperatur, Luftfeuchte, Lichtintensität, Lichtqualität und CO2-Konzentration) den Versuchsanforderungen entsprechend eingestellt werden können. In zwei Kammern könnten Tieftemperaturversuche bis -20°C durchführt werden. Ergänzt wird diese Anlage durch drei Dutzend Klimaschränke, mit denen Gradientenversuche z.B. zum Einfluss von Tageslängen durchgeführt werden können sowie klimakontrollierten Samen- und Knollenlagern. Das klimakontrollierte Gewächshaus bietet 1000 m² Anbaufläche, auf denen durch Heizung, Kühlung, Beleuchtung und Schattierung Klimabedingungen eingestellt werden, die von den Jahreszeiten nur wenig beeinflusst werden und damit die ganzjährige Wiederholung von Experi¬menten erlauben. Die 16 Kulturkammern stehen unter der Verantwortung „ihres” Gärtners und „gehören” jeweils einer Pflanzengruppe mit einheitlichen Anforderung. Häuser für Arabidopsis und Lotus, Tomatenhäuser, Warmhäuser und ein Haus für die tropische Art Reis bieten der jeweiligen Art optimale Lebensbedingungen.

Mindestens ebenso wichtig wie die technischen Einrichtungen ist das Wissen der Fachleute des Greenteams, sieben Gärtner, zwei biologisch technische Assistentinnen und einer Biologin. Das Team führt ein integriertes Pflanzenschutzkonzept durch, um den Einfluss von Schädlingen und Spritzmitteln auf die Versuchspflanzen klein zu halten. Für die Versuchspflanzen der Forscher werden Kulturprotokolle entwickelt, so dass gärtnerisch exotischen Arten wie Reis und Arabidopsis optimal kultiviert werden. Zusätzlich werden Protokolle entwickelt, um Pflanzen gezielt Stress z.B. Trockenheit oder Salzstress zu unterwerfen Die Kulturverfahren werden in Standardkulturprotokollen dokumentiert, damit die Wissenschaftler die Bedingungen gezielt auswählen und wiederholen können. Das Greenteam unterstützt die Wissenschaftler ferner beim Erstellen von Versuchsdesigns für optimale statistische Auswertungen von Kulturversuchen und bei der Entwicklung von Bonitursystemen für die reproduzierbare Beurteilung von Pflanzen.

Pflanzentransformation
Die Servicegruppe „Pflanzenkultur/transformation” führt die Agrobakterien-vermittelte Kerntransformation für verschiedene Nachtschattengewächse, Reis und Arabidopsis thaliana durch. Die Tomate, Tabak und Kartoffel sowie die Grasart Reis werden in Gewebekultur transformiert. Bei den Nachtschattengewächsen werden Blattscheiben mit Agrobakterien in Kontakt gebracht, die das Plasmid mit dem Transgen enthalten. Anschließend wird aus dem sich entwickelnden Kallusgewebe eine vollständige transgene Pflanze regeneriert. Bei Reis wird die Transformation mit jungem Kallusgewebe durchgeführt.

Arabidopsis thaliana wird hingegen im Gewächshaus „in planta” transformiert, indem Blütenknospen in eine Agrobakterien-Suspension getaucht werden. Bis zu 1 % der sich entwickelnden Samen dieser Pflanzen sind dann gentechnisch verändert. Die transgenen Samen oder Pflanzen werden von der Servicegruppe an die Wissenschaftler übergeben.

Feldversuche
Das Greenteam führt unter Verantwortung des Projektleiters Rainer Höfgen Feldversuche mit gentechnisch veränderten Kartoffeln durch. In der Vorbereitungsphase werden die Kartoffellinien, die für Freisetzungen vorgesehen sind, zunächst im S1-Foliengewächshaus des Instituts unter Bedingungen, die klimatisch fast den Außenbedingungen entsprechen, kultiviert. In dieser Zeit wird beurteilt, ob die Pflanzen für Feldversuche geeignet sind. Gleichzeitig werden virusarme Pflanzkartoffeln produziert. Fällt die Beurteilung in der Vorversuchen positiv aus, beantragt das Greenteam formell die Freisetzungsgenehmigung. Die Feldversuche werden dann über mehrere Jahre durchgeführt und anschließend bis zu drei Jahre überwacht. Zusammenfassende Auswertung und die Berichterstattung darüber obliegt ebenfalls dem Greenteam.




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