Nachweis der homologen DNA-Rekombination (HDR) von GFP-Modifikation zu YFP-Fluoreszenz unter Verwendung des BCTV-Replikons zur Einbringung von CRISPR/Cas-Komponenten in Pflanzenzellen. Untersuchung der Epifluoreszenz von Blattgeweben mit Hilfe von Spectral Unmixing in der konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopie. Für jede Behandlung sind ein Hellfeld eines Blattes (unten links) und ein zusammengefügtes Bild (unten rechts) dargestellt. Maßstabsbalken = 50 μm.

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Geminivirale Replikons und homologe DNA-Rekombination
Geminivirale Replikons und Zellzyklusregulation in Zuckerrüben: Untersuchung von Schlüsselfaktoren für die homologe Rekombination

Duration:

03/2021 – 02/2024

Project team:

PhD Omid Eini-Gandomani,

Prof. Dr. Mark Varrelmann

Department:

Phytopathology

Funding:

Das Projekt wurde von der DFG (Deutsche Forschungsgemeinschaft) und in Zusammenarbeit mit KWS finanziert.

Cooperations:

KWS

Hintergrund

Geminiviren (Familie Geminiviridae) sind für die Vervielfältigung ihres Genoms auf die DNA-Replikationsmaschinerie des Wirts angewiesen. Sie müssen den Zellzyklus des Wirts in die S-Phase überführen, in der die DNA-Replikation und die homologiegeleitete DNA-Rekombination (HDR) stattfinden. In jüngster Zeit wurden geminivirale Replikone (GVR), darunter das Beet curly top virus (BCTV)-Replikon, für die effiziente Übertragung von CRISPR/Cas-Komponenten zur gezielten Genom-Editierung in Pflanzenzellen eingesetzt. Die genaue Rolle von GVRs auf dem HDR-Weg ist jedoch unbekannt. Ein besseres Verständnis der Auswirkungen von GVRs auf die Regulierung von HDR- und Zellzyklusgenen wird sowohl die virale homologe Rekombination als auch die HDR in Pflanzen erhellen.

Ziel dieses Projekts

Ziel dieses Projekts war es, die Rolle der BCTV-Gene bei der homologen Rekombination sowohl in Viren als auch in Pflanzen zu verstehen, um effizientere GVRs für die Genom-Editierung zu erzeugen.

Methodik

Entwicklung eines Modells auf der Grundlage einer Kombination des BCTV-Replikons und der Cotton leaf curl betasatellie (CLCB) zur Prüfung der Virusrekombination. Prüfung der Rolle der BCTV-Gene bei der Virusrekombination. Untersuchung der Reaktion von Zuckerrübenpflanzen auf die Virusinfektion mit Schwerpunkt auf Zellzyklus- und HDR-bezogenen Genen. Analyse der Auswirkung ausgewählter Gene auf ihre Wirkung auf die virale HDR.

Phänotypisches Erscheinungsbild von GFP-transgenen Nicotiana benthamiana-Pflanzen, die mit BCTVrepl-crRNAs zur Mutagenese (SDN-1) des GFP-Zielgens stabil super-transformiert wurden. Die GFP-Fluoreszenz unter UV-Licht zeigt rote Fluoreszenz für Wildtyp-N. benthamiana und grüne Fluoreszenz für GFP-Pflanzen. Die Mutation im gfp-Gen führte zu roter Fluoreszenz in den Pflanzen.

Kooperationspartner

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Förderung

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Kontakt

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Prof. Dr. Mark Varrelmann

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