Gentechnik bei Pflanzen Chancen und Risiken ; mit 18 Tabellen
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| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2006
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| Ausgabe: | 3., überarb. und aktualisierte Aufl. |
| Schriftenreihe: | Springer-Lehrbuch
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1 Einleitung 1
1.1 Traditionelle Pflanzenzüchtung 1
1.2 Gen und Biotechnik in der Pflanzenzüchtung 9
1.3 Meilensteine der Entwicklung der pflanzlichen Gentechnik 13
2 Grundlagen und Methoden der Gentechnik 19
2.1 Grundlagen der molekularen Genetik 19
2.1.1 Aufbau von DNA und RNA 19
2.1.2 Die Transkription 25
2.1.3 Die RNA Prozessierung 28
2.1.4 Die Translation 31
2.1.5 Regulation der Genexpression 32
2.2 Grundlegende Methoden der Gentechnik 37
2.2.1 Restriktionsendonukleasen 38
2.2.2 Southern Blot und Hybridisierung 39
2.2.3 Polymerase Kettenreaktion (PCR) 42
2.2.4 Sequenzanalyse 45
2.2.5 Klonierung von DNA 48
2.2.6 Nachweis von Proteinen mit Hilfe von Antikörpern 49
2.3 Spezielle Methoden der pflanzlichen Molekularbiologie 56
2.3.1 DNA Marker und Restriktions Längenpolymorphismus 57
2.3.2 Die Genomanalyse 60
2.3.3 Bioinformatik 64
2.3.4 Die Herstellung von Mutanten mittels Transposonen 67
2.3.5 Die Transkriptanalyse 71
2.3.6 Die Proteomanalyse 80
3 Herstellung, Nachweis und Stabilität von transgenen Pflanzen 83
3.1 Transformations Methoden 83
3.1.1 Agrobacterium tumefaciens vermhtehe Transformation 83
3.1.2 Biolistische Transformation 92
3.1.3 Protoplastentransformation 96
3.2 Selektions und Reportergensysteme 97
3.2.1 Verwendung von Resistenzgenen gegen Antibiotika 98
XII Inhaltsverzeichnis
3.2.2 Alternative Selektionssysteme 99
3.2.3 Reportergene 100
3.3 Regeneration intakter Pflanzen 101
3.4 Nachweis der genetischen Veränderung 104
3.5 Expression von transformierter DNA 108
3.5.1 Ektopische Expression 111
3.5.2 Zeil und gewebespezifische Expression 111
3.5.3 Import in spezifische Zellkompartimente 112
3.6 Stabilität von transgenen Pflanzen 114
3.6.1 Inaktivierung durch Methylierung 114
3.6.2 Post Transkriptionale Geninaktivierung (PTGS) 115
3.7 Entfernung von Resistenzgenen 117
3.8 Von der Primärtransformante zum Freilandversuch 121
4 Neue Eigenschaften transgener Pflanzen 125
4.1 Erhöhte Resistenz und verbesserte Anpassungen
an Umweltbedingungen 125
4.1.1 Herbizidresistenz 126
4.1.2 Schutz vor Schadinsekten 130
4.1.3 Schutz vor pflanzenpathogenen Viren 133
4.1.4 Schutz vor pathogenen Bakterien und Pilzen 136
4.1.5 Resistenz gegen umweltbedingte Stressfaktoren 138
4.2 Modifikationen an Nahrungsmitteln 140
4.2.1 Kohlenhydrate und Fettsäuren 140
4.2.2 Proteingehalt und essentielle Aminosäuren 144
4.2.3 Vitamine, Mineralien und Spurenelemente 144
4.2.4 Lagerungsfähigkeit und Geschmack 147
4.2.5 Reduktion von Allergie auslösenden Stoffen 148
4.3 Neue Aufgaben für Pflanzen: Rohstoffproduktion und Bodensanierung .. 149
4.3.1 Kohlenhydrate und Fettsäuren als Rohstoffe i49
4.3.2 Kunststoffe 150
4.3.3 Proteinsekretion 151
4.3.4 Bodensanierung 152
4.4 Wirkstoffe produzierende Pflanzen 153
4.4.1 Alkaloide 154
4.4.2 Impfstoffe 155
4.5 Modifizierte Zierpflanzen 157
4.5.1 Veränderung der Blütenfarbe 158
4.5.2 Veränderung der Blütenform 161
4.6 Künstliche männliche Sterilität zur Herstellung von Hybridsaatgut 162
4.7 Transgene Bäume 165
4.8 Biotechnologie mit Pflanzenzellen 166
Inhaltsverzeichnis XIII
5 Freisetzung und kommerzielle Nutzung transgener Pflanzen 169
5.1 Rechtliche Bedingungen in der EU 169
5.2 Freisetzungsexperimente vor der Markteinführung 172
5.3 Landwirtschaftliche Nutzung 181
6 Risiken der pflanzlichen Gentechnik 185
6.1 Begleitende Sicherheitsforschung 187
6.1.1 Nachweis der Übertragung von Transgenen durch Pollen 188
6.1.2 Untersuchungen zur Persistenz von DNA im Boden 189
6.1.3 Untersuchungen zur Übertragung von Pflanzengenen
auf Mikroorganismen im Boden 189
6.1.4 Analyse der möglichen Aufnahme von Transgenen mit der Nahrung 190
6.2 Gefahren für Umwelt und Ökosysteme 191
6.2.1 Unkontrollierte Ausbreitung von Pflanzen 192
6.2.2 Toxische Effekte von transgenen Pflanzen auf Tiere im Ökosystem 193
6.2.3 Übertragung von Transgenen durch Pollen 195
6.3 Gefahren für den Menschen 197
6.3.1 Übertragung von Antibiotikaresistenzen
auf pathogene Mikroorganismen 197
6.3.2 Mögliche Toxizität der Genprodukte der verwendeten Resistenzgene 199
6.3.3 Allergien durch Genprodukte eingebrachter Transgene 200
6.3.4 Ungewollte toxische Substanzen in transgenen Pflanzen 202
6.4 Risiken und Chancen im Vergleich
mit herkömmlich gezüchteten Pflanzen 205
6.4.1 Toxizität von herkömmlichen Zuchtpflanzen 205
6.4.2 Verwendung von Pflanzenschutzmitteln 206
6.4.3 Verbreitung von Pollen 207
7 Zukunftsperspektiven 209
Literatur und Quellenverzeichnis 213
Glossar 219
Sachwortverzeichnis 237
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