Beta vulgaris subsp. maritima an Deutschlands Ostseeküste : Kartierung, genetische und physiologische Charakterisierung und ihre Rolle als Kreuzungspartner für transgene Zuckerrüben

Drießen, Sarah; Bartsch, Detlef

doi:10.18154/RWTH-CONV-123597

Beta vulgaris subsp. maritima an Deutschlands Ostseeküste : Kartierung, genetische und physiologische Charakterisierung und ihre Rolle als Kreuzungspartner für transgene Zuckerrüben

Drießen, Sarah (Author)

2003 & 2004

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Sarah Drießen

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2003

UmfangVI, 104 S. : Ill., graph. Darst., Kt.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2003

Prüfungsjahr: 2003. - Publikationsjahr: 2004

Genehmigende Fakultät
Fak01

Hauptberichter/Gutachter
Bartsch, Detlef (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2003-11-03

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-8114
DOI: 10.18154/RWTH-CONV-123597
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/61996/files/61996.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften (100000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Deutschland (Genormte SW) ; Meerstrandrübe (Genormte SW) ; Populationsdynamik (Genormte SW) ; Populationsgenetik (Genormte SW) ; Verbreitungsökologie (Genormte SW) ; Ostseeküste (Genormte SW) ; Kreuzung <Biologie> (Genormte SW) ; Zuckerrübe (Genormte SW) ; Pflanzen (Botanik) (frei) ; Beta vulgaris subsp. maritima (frei) ; Wildrübe (frei) ; Ostsee (frei) ; Kartierung (frei) ; Überwinterung (frei) ; Gen B (frei) ; genetische Diversität (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 580

Kurzfassung
Die Wildrübe Beta vulgaris subsp. maritima hat im Zusammenhang mit der Diskussion zum Inverkehrbringen transgener Kulturrüben eine hohe Bedeutung erlangt: Sie ist Kreuzungspartner und bietet somit die Möglichkeit einer unerwünschten Auskreuzung gentechnisch veränderter Eigenschaften. In Deutschland kommt sie in der Nähe von Anbaugebieten der Kulturrüben im Bereich der Ostsee vor. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, die baltischen Populationen möglichst genau zu charakterisieren, um auf diese Weise Basisdaten zu generieren, auf deren Grundlage eventuelle ökologische Effekte transgener Kulturrüben gemessen werden können. Es konnte gezeigt werden, * dass es sich bei den dokumentierten Funden tatsächlich um Wildrüben und nicht um verwilderte Kulturrüben handelt. Ein Merkmal für cytoplasmatisch männliche Sterilität (CMS), das bei Kultur- und Unkrautrüben vorhanden ist, konnte mit Hilfe eines spezifischen molekularen Markers bei den untersuchten Populationen nicht gefunden werden. * dass sich B. vulgaris subsp. maritima im Laufe der letzten Jahre an der deutschen Ostseeküste etabliert hat und weiter auszubreiten scheint. 1997 wurden an fünf Standorten 62 Individuen kartiert, 2001 waren es 560 an 16 Standorten. * dass der Grund für diese Ausbreitung nach ausgewerteten Temperaturdaten zunehmend wärmere Winter sein könnte. Zumindest seit Beginn der Untersuchungen im Jahr 1997 konnten im Verhältnis zu den letzten Jahrzehnten überwiegend milde Winter verzeichnet werden. * dass bei Freilandversuchen ein Teil der baltischen Populationen im ersten Jahr blühte und ein Teil heterozygot für das Gen B zu sein scheint. Dies deckten molekulare AFLP-Marker auf, die eng mit dem Gen gekoppelt sind. Der gängigen Annahme, nordeuropäische Wildrüben würden erst im zweiten Jahr blühen und über die homozygot rezessive Form (bb) des B-Gens verfügen, wird damit widersprochen. Gekoppelt mit ausreichend langen Vegetationszeiten könnte dies ein weiterer Grund für die Ausbreitung von B. vulgaris subsp. maritima sein. * dass die baltischen Wildrüben nach zwei unterschiedlichen molekularen Methoden (RAPD-PCR und RFLP) eine verhältnismäßig geringe genetische Diversität (Polymorphiegrad: 18,28%) und eine enge Verwandtschaft untereinander aufweisen. Im Vergleich zu weiteren europäischen Populationen bilden sie in Stammbäumen ein eigenes und isoliert stehendes Cluster. Für ein Monitoring nach Inverkehrbringen transgener Kulturrüben sollten die Kartierungsarbeiten fortgesetzt und regelmäßige Untersuchungen zur genetischen Diversität durchgeführt werden. Auf diese Weise kann die natürliche Schwankungsbreite beobachtet und ein eventueller zusätzlicher Effekt nach Inverkehrbringen frühzeitig aufgedeckt werden. Mit Hilfe spezifischer Marker (z.B. auf CMS) können zusätzlich Aussagen über Genfluss von Kulturrübenbeständen in Wildrübenhabitate gemacht werden.

B. vulgaris subsp. maritima (wild beet) has reached a high importance in the context of the deliberate release of genetically modified cultivated beets: as potential crossing partner it faciliates an uncontrollable outcrossing of genetically modified traits. In Germany, it occurs within a short distance to sugar beet fields in the region of the Baltic Sea. The aim of this study was to characterise these Baltic populations in detail. This way, baseline-data can be generated to measure possible ecological effects of transgenic sugar beets. It was shown * that the documented beets are really true wild beets and not escaped cultivated beets. A characteristic of cytoplasmic male sterility (CMS), that occurs in cultivated and weed beets, could not be found in the investigated populations. * that B. vulgaris subsp. maritima has established during the last years at Germany's Baltic Sea coast. It still seems to spread out. In 1997 there have been 62 individuals at 5 locations, in 2001 there have been more than 560 individuals at 16 locations. * that increasing warmer winters could be the reason for this spread. At least since 1997, beginning of the investigation, there have been warmer winters in comparison to the last decades. * that one part of the Baltic populations bolts and flowers in the first year and it seems to be heterozygous for the gene B. This disagrees with the general acceptance, that northern European wild beets would flower in the second year and are homozygous recessive (bb) for the gene. Together with vegetation periods long enough, this could be a further reason for the spread of B. vulgaris subsp. maritima. * that the Baltic wild beets have a relatively low genetic diversity (18.28%) and a close relationships among themselves. Compared to further European populations in a dendrogram, they form their own, isolated cluster. With regard to a monitoring after deliberate release of transgenic cultivated beets, the mapping work should go on and regular investigations of the genetic diversity should carried out. That way natural variation could be noticed and a possible additional effect after deliberate release could early be detected. Via specific markers (i.e. CMS), geneflow from cultivated beet fields to wild beet habitats can be measured.

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