Wie funktioniert Pflanzenveredelung?

Pflanzenveredelung ist ein Prozess, bei dem ein Stück einer Pflanze in eine andere eingefügt wird und zu einer Veränderung der ursprünglichen Pflanze führt. Wenn Sie zum Beispiel ein Stück eines Zitronenbaums in einen Bitterorangenbaum pfropfen, wird dieser Baum für den Rest seines Lebens Zitronen statt Orangen produzieren.

Wie funktioniert das? Ich meine, auf genetischer Ebene. Ich denke, die gepfropfte Pflanze ist jetzt eine Art Chimäre, aber wenn ja

  1. Wie wirkt sich die transplantierte DNA auf die Wirtszellen aus?

  2. Sind alle Zellen des Wirts betroffen?

  3. Wenn wir den gepfropften Baum sequenzieren würden, welches Genom würden wir finden?

  4. Ist es vielleicht, dass die Wirts-DNA überhaupt nicht betroffen ist und die Auswirkungen über eine Veränderung der Expressionsniveaus kommen? Wenn das der Fall ist, würde ich davon ausgehen, dass das Pfropfen nur zwischen sehr eng verwandten Arten funktioniert. Ist das so?

Im Grunde weiß ich sehr wenig über Pflanzengenetik und -physiologie. Ich erinnere mich aus meiner Studentenzeit, dass Pflanzengenetik einfach nur seltsam ist. Die meisten, wenn nicht alle, haben verschiedene Grade der Polyploidie. Ist das relevant?

Sicherlich behält der gepfropfte Teil seine genetische Identität und wächst normal (in Ihrem Beispiel als "Zitrone"), während der Rest des Baumes seine "orange" Identität behält. Es ist eine chimäre Pflanze. Man könnte es sich wie eine Organtransplantation bei einem Säugetier vorstellen.
@AlanBoyd, ja, ich stelle mir vor, es ist eine Art Chimärismus. Sie können jedoch einen normalen Bitterorangenbaum nehmen, die meisten seiner Zweige abschneiden (nicht einmal sicher, ob das notwendig ist) und ein Stück Zitronenbaumrinde darauf pfropfen. Von diesem Tag an produziert der gesamte Baum Zitronen, keine Orangen. Irgendwie unterdrückt also das transplantierte Gewebe die ursprüngliche Pflanze. Nicht das, was bei einer Organtransplantation passiert.

Antworten (1)

Dieser Artikel analysiert den Austausch von DNA während des Transplantationsprozesses

Austausch von genetischem Material zwischen Zellen in Pflanzengewebetransplantaten - Stegemann und Bock, Science 2009

Zitat aus dem Artikel:

Obwohl die transplantierten Gewebe verschmelzen und Gefäßverbindungen herstellen, wird angenommen, dass der Stamm (der untere Teil des Transplantats) und der Spross (der obere Teil, der normalerweise nur Luftteile an das Transplantat liefert) ihr genetisches Material nicht austauschen. Aber Transplantation (ob natürlich oder assistiert) bietet einen Weg für den horizontalen Gentransfer. Die Genübertragung ist auf die Transplantatstelle beschränkt und es kann keine Übertragung über große Entfernungen erfolgen. Analysen zeigen, dass große DNA-Stücke oder sogar ganze Plastidengenome übertragen werden. Es dürfen nur Plastidengene übertragen werden, Kerngene werden nicht übertragen. Pflanzenzellen sind über Plasmabrücken verbunden, die Plasmodesmen genannt werden, aber die Passage großer Makromoleküle erfordert die Wirkung spezifischer Plasmodesmen erweiternder Proteine.

Schließlich, obwohl unsere Daten den Austausch von genetischem Material zwischen gepfropften Pflanzen zeigen, unterstützen sie nicht die Lehre des Lysenkoismus, dass „Transplantat-Hybridisierung“ analog zu sexueller Hybridisierung wäre. Stattdessen deutet unser Befund, dass der Gentransfer auf die Kontaktzone zwischen Reiser und Bestand beschränkt ist, darauf hin, dass die Veränderungen nur über die seitliche Sprossbildung von der Transplantatstelle vererbbar werden können. Es gibt jedoch einige Hinweise auf vererbbare Veränderungen, die durch Transplantation induziert werden, und angesichts unserer Ergebnisse rechtfertigen diese Fälle sicherlich eine detaillierte molekulare Untersuchung.

Wow, Sie sagen mir also, dass die Gene, die die Fruchtbildung kontrollieren, im Plastidengenom sind?
NEIN. Stamm und Spross sollen ihr genetisches Material nicht austauschen. Nur in der Transplantatstelle und nur in der Plastide ist ein Genomaustausch möglich.
Ich werde den Artikel lesen und mich bei Ihnen melden, danke.
Das ist faszinierend, was der Artikel andeutet, ist, dass Hybridisierung an der Transplantatstelle stattfindet. Traditionelle Transplantate von Obstbäumen werden also nicht vollständig hybridisieren, jedoch könnten andere Methoden dies tun. Theoretisch könnte man zwei Triebe von verschiedenen Tomaten nehmen und der Länge nach teilen und veredeln, das neue Pflanzenmaterial wäre eine Collage aus genetischen Merkmalen.
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