Entwicklung eines Screening-Systems zur Identifizierung und Evaluierung herbizidtoleranter 4-Hydroxyphenylpyruvat Dioxygenasen (HPPDs)

Der Einsatz von Herbiziden ist ein entscheidender Bestandteil der modernen Landwirtschaft. Hierbei sollen Herbizide selektiv Unkräuter kontrollieren, wobei diese entweder natürlicherweise selektiv wirken oder durch die Verwendung von Safenern oder toleranzvermittelnden Merkmalen selektiv angewendet werden. Die Toleranz von dikotyledonen Nutzpflanzen kann gegenüber 4-Hydroxyphenylpyruvat Dioxygenase (HPPD)-Inhibitor Herbiziden durch Implementierung von Merkmalen wie beispielsweise toleranzvermittelnden HPPDs gesteigert werden. Daher war das Ziel dieser Arbeit die Entwicklung eines Screening-Systems zur Identifizierung und Evaluierung neuer HPPD-Inhibitor toleranter HPPDs. Die Bewertung verschiedener Kandidaten zeigte, dass das Laubmoos Physcomitrella patens die Anforderungen an ein solches System erfüllt: Es weist eine zu Tabak vergleichbare Sensitivität gegenüber den HPPD-Inhibitoren Tembotrion, Mesotrion und Diketonitril auf und eine intrazelluläre Aufnahme von Tembotrion konnte gezeigt werden. Zudem stellt P. patens hinsichtlich der Kultivierung geringe Anforderungen. Weiterhin konnten HPPD-Proteine wie in früheren in vitro Studien basierend auf ihrem Toleranzniveau in vivo im Laubmoos klassifiziert werden. Gelingt zukünftig noch die Etablierung einer Hochdurchsatz-Transformationsplattform, steht der Verwendung von P. patens als Screening-Organismus zur Identifizierung und Evaluierung neuer HPPD-Inhibitor toleranter HPPDs nichts mehr entgegen.