DE69107662T2 - Verfahren zum Determinieren der Hybridqualität von Samen. - Google Patents

Verfahren zum Determinieren der Hybridqualität von Samen.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Hybridqualität von Samen, bei dem Samenproteine bei einem geeigneten, durch Ampholyte oder Immobiline erzeugten pH-Gradienten voneinander mittels isoelektrischer Fokussierung getrennt werden, wonach die so getrennten Proteine in herkömmlicher Weise gefärbt und visuell erfaßt werden.
  • Die Hybridqualität von Samen ist ein Merkmal von Samenpartien, die für den Samenhandel von besonderer Bedeutung ist. Während der letzten zehn, zwanzig Jahre hat die Verwendung von Hybridsamen enorme Ausmaße erreicht. Bezüglich Samen fremdbefruchtender Rassen verfügen diese Samen von F1-Hybridrassen über besondere Vorteile. Dies hängt mit der Art der Erzeugung und Herstellung von Hybridrassen zusammen. Im einfachsten Fall wird von zwei verschiedenen Elternlinien ausgegangen (dem männlichen Elter, der den Pollen spendet, und der weiblichen Linie, die bestäubt wird und von der schließlich die Samen geerntet werden), die durch Rekombination, Selektion und Inzucht erhalten worden sind. Durch den Vorgang der Inzucht oder Selbstbefruchtung sind die Eltern von Hybriden bezüglich der meisten Merkmale homozygot. Da durch den Vorgang der Selbstbefruchtung beide für die Herstellung von Hybriden verwendeten Eltern so homogen sind, werden die schließlich geernteten Hybridsamen ebenfalls bezüglich ihrer genetischen Zusammensetzung sehr homogen sein. Die schließlich aus den Hybridsamen wachsende Pflanze ist bezüglich Eigenschaften wie Morphologie, Ertrag, Erntezeitpunkt, Pflegemaßnahmen etc. besonders einheitlich. Abgesehen von der Einheitlichkeit ist der Ertrag von Hybridrassen im Vergleich mit fremdbefruchtenden Rassen häufig höher. Für den Käufer von Hybridsamen sind diese Vorteile von Hybridrassen äußerst wichtig (die Einheitlichkeit der Pflanze erlaubt zum Beispiel mechanisches Ernten). Dies zeigt ebenfalls die Wichtigkeit der Hybridqualität der Pflanze. Wird aus irgendeinem Grund die Mutterlinie des Hybrids selbstbefruchtet, so führt dies zu mütterlichen Samen statt Hybridsamen. Selbstbefruchtung bei der väterlichen Linie ist ebenfalls möglich, und unter Umständen können väterliche Samen geerntet werden. Selbstbefruchtung bei der Mutterlinie führt zu Inzuchtsamen statt Hybridsamen. Für den Käufer der Hybridsamen ist dies nur sehr beschränkt akzeptabel. Die Hybridqualität von Samen wird daher in der Praxis durch einen Zufallstest geprüft. Dieser besteht darin, daß man eine bestimmte Anzahl Samenkörner aussät, die Pflanzen unter den richtigen Bedingungen bis zum vollendeten fruchttragenden Stadium wachsen läßt und anschließend alle Eigenschaften der Hybridpflanzen genau analysiert. Da es sich beim Hybriden um die "Summe" beider Eltern handelt und die Eltern sich bezüglich ihrer Eigenschaften meistens unterschiedlich verhalten, wird solch eine Analyse zu einem verläßlichen Ergebnis führen. Dieses Verfahren ist jedoch zeit- und kostenaufwendig. Da es lange dauert (einige Monate), bis die die Hybridqualität der Samen betreffenden Daten erhalten werden, können die Samen nicht direkt nach der Ernte verkauft werden. Das heißt, daß die Samen ziemlich lange, ja sogar länger als ein Jahr, gelagert werden müssen, woraus sich Kosten ergeben. Dies führt nicht nur durch die Lagerung als solche zu zusätzlichen Kosten, sondern auch durch Qualitätsverlust, das Versäumen von möglichen Absatzchancen sowie eine schwierigere Planung der anschließenden Produktionsvorgänge.
  • Ein moderneres Verfahren zur Bestimmung der Hybridqualität von Samen mittels isoelektrischer Fokussierung ist aus der Arbeit von R.J. Cooke und S.R. Draper in J. natn. Inst. agric. Bot., (1983) 16, 173-181 bekannt. Diese Arbeit beschreibt ein Verfahren, bei dem man zur Analyse von Samen eine Ultradünnschichtmethode der isoelektrischen Fokussierung verwendet, bei der die einzelnen Samenkörner geschrotet werden, worauf der Schrot des Samenkorns, bzw. ein Teil dieses Schrots, mit einer kleinen Menge (100-250 ul) 1,0 M Harnstoff mit oder ohne 2 Volumenprozent 2-Mercaptoethanol (unabhängig von der Art) in einem Zentrifugenrohr aus Polypropylen extrahiert wird.
  • Die Harnstofflösung wird, gegebenenfalls nach Entfettung, mit Amberlite MB-1 behandelt, wonach man den schließlich erhaltenen klaren Überstand für die Fokussierung verwendet.
  • Außer Samen wie Weizen, Hafer, Luzerne und Raps lassen sich auch die Samenproteine von Erbsen und Bohnen bestimmen.
  • Die gebräuchliche Technik besteht darin, daß man mittels Ampholyten einen pH-Gradienten in Gel herstellt, um die Trennung der Proteine zu fördern.
  • Gemäß dieser Arbeit ist der Vorteil des bekannten Verfahrens, daß eine ausgezeichnete Trennung der Samenproteine wesentlich schneller als bei den üblichen Gelelektrophoreseverfahren erzielt wird.
  • In dieser Arbeit wird die Verwendung solch einer isoelektrischen Fokussierungsmethode zur Bestimmung der Hybridqualität von Samen von Gemüsepflanzen wie Tomaten, Kohlgewächsen, Melonen, Capsicum-Arten usw. nicht erwähnt. Diese Arbeit offenbart die Arbeit: "Evaluation of genetic purity in hybrid corn (Zea mays L.) seed production through zein isoelectrophoretic patterns" [Bestimmung der genetischen Reinheit bei der Produktion von Hybridmais (Zea mays L.)-Samen durch Isoelektrophoresemuster von Zein].
  • Es wurde nun überraschend gefunden, daß bei Verwendung des isoelektrischen Fokussierungsverfahrens für die Samenproteine von Tomaten, Kohl, Melonen, Paprika, Capsicum-Arten, usw. solch ein Verfahren ein erfolgreich anzuwendendes Mittel zur Bestimmung der F1- Hybridreinheit solcher Rassen zu sein schien.
  • Die vorliegende Erfindung beinhaltet demgemäß ein Verfahren zur Bestimmung der Hybridqualität von Samen, bei dem Samenproteine bei einem geeigneten, durch Ampholyte oder Immobiline erzeugten pH-Gradienten voneinander mittels isoelektrischer Fokussierung getrennt werden, wonach die so getrennten Proteine in herkömmlicher Weise gefärbt und visuell erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hybridqualität von F1-Hybridsamen von Gemüsepflanzen durch Verwendung der Differenz zwischen den isoelektrischen Punkten von mutter- und vaterspezifischen Samenproteinen bestimmt wird.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur sehr schnellen und kostengünstigeren Bestimmung der Hybridqualität von üblicherweise teuren Hybridsamen von Gemüsepflanzen zur Verfügung. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht darauf, daß Samenproteine von Hybridsamen analysiert werden. Da Hybridsamen über Eigenschaften verfügen, die die Summe der Eigenschaften der Eltern darstellen, hat der Hybridsamen sowohl mutter- als auch vaterspezifische Proteine. Diese Analyse läßt sich sehr rasch durchführen und ist wesentlich kostengünstiger als das bis jetzt verwendete Verfahren, bei dem ausgewachsene Pflanzen verwendet werden. Das Verfahren ist außerdem verläßlicher. Der Grund hierfür besteht darin, daß die Abwesenheit vaterspezifischer Proteine (es werden lediglich Samen von der Mutter geerntet) eindeutig belegt, daß eine Selbstbefruchtung der Mutter stattgefunden hat. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung bedeutet einen großen wirtschaftlichen Vorteil für den Samenhandel, da es dem Handel gestattet, die F1-Hybridqualität der gewünschten Samen wesentlich schneller und deshalb preisgünstiger zu bestimmen. Besonders geeignet erschien das isoelektrische Fokussierungsverfahren zur Bestimmung der Hybridqualität von Tomaten unter Verwendung des isoelektrischen Punkts von mutter- und vaterspezifischen Proteinen, der 7,1 und 6,1 für PRS-1&spplus; bzw. PRS-1¹ beträgt.
  • Bei Tomaten standen zwei andere Verfahren zur Verfügung, und zwar die sogenannte Enzympolymorphie, nämlich für das aus Blattgewebe gewonnene Enzym saure Phosphatase sowie das aus gequollenem Samen erhaltene Enzym Alkoholdehydrogenase.
  • Diese beiden bekannten Verfahren werden nun durch die Erfindung um ein drittes Verfahren bereichert, das eine rasche und verläßliche Bestimmung der Hybridqualität von Tomatensamen gestattet.
  • Zur Bestimmung der Hybridqualität von Kohlgewächsen zieht man mutter- und vaterspezifische Proteine heran, bei denen es sich um wasserlösliche PRS-1-Proteine mit einem isoelektrischen Punkt von 6,4 im Fall von PRS-1&spplus; und 7,4 im Fall von PRS-1¹ handelt.
  • Wie dies bereits bei den Tomaten der Fall war, werden die bestehenden Verfahren bei den Kohlgewächsen durch die Erfindung um ein neues, rasches und verläßliches Verfahren zur Bestimmung der Hybridqualität erweitert.
  • Es sei angemerkt, daß im Fall von Melonen und Capsicum-Arten bis jetzt kein Verfahren zur Bestimmung der Hybridqualität ihrer Samen zur Verfügung stand.
  • Überraschend stellte sich heraus, daß sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders für die Bestimmung der Hybridqualität von Melonen sowie Capsicum-Arten eignet.
  • Bei der Bestimmung der Hybridqualität von Melonen zieht man mutter- und vaterspezifische PRS- Proteine heran, bei denen es sich um wasserlösliche Proteine mit einem isoelektrischen Punkt von 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 7,0, 8,5, 8,6 und 8,7 sowie um Proteine, die in 8M Harnstoff löslich sind, mit einem isoelektrischen Punkt von 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 6,1, 6,5, 8,9, 9,0, 9,7 und 9,9 handelt.
  • Soll die Hybridqualität von Capsicum-Arten bestimmt werden, so zieht man mutter- und vaterspezifische PRS-1-Proteine heran, die in 8M Harnstoff löslich sind und einen isoelektrischen Punkt von 4,0 im Fall von PRS-1&spplus; und 5,2 im Fall von PRS-1-¹ aufweisen.
  • Im allgemeinen führt man das vorliegende Verfahren so durch, daß man Samen der Samenpartie, deren Hybridqualität man bestimmen möchte, in einer bestimmten Flüssigkeit, deren Hauptbestandteil Wasser ist, schrotet oder homogenisiert, wobei sich die Proteine in dieser Flüssigkeit lösen. Eine bestimmte Fraktion der Flüssigkeit wird auf ein Gel aufgetragen, wonach die Proteintrennung mittels isoelektrischer Fokussierung stattfindet. Nach der Trennung findet die Bestimmung der vater- und mutterspezifischen Proteine mittels eines geeigneten Färbemittels oder Silbernitrats statt. Die Position der mutter- und vaterspezifischen Proteine im Gel wird experimentell bestimmt. Wenn z.B. im Tomatensamen beide, d.h. mutter- und vaterspezifische, Proteine vorliegen, was aus den isoelektrischen Punkten der mutter- und vaterspezifischen Proteine des Samenextrakts abgeleitet werden kann, so läßt sich sagen, daß wir es hier mit einem F1-Hybriden zu tun haben, in dem sowohl die Eigenschaften der Mutter als auch des Vaters vorliegen.
  • Bei Tomaten zieht man so z.B. zwei Proteine heran, und zwar mit einem isoelektrischen Punkt von 7,1 bzw. 6,1, die von den Allelen Prs-1&spplus; und PRS-1¹ kodiert werden.
  • Dieses Verfahren beruht auf der genetischen Variation des Gens Prs-1. Dieses Gen kodiert daher für zwei Proteine PRS-1&spplus; und PRS-1¹.
  • Der Vorteil der isoelektrischen Fokussierung für die Bestimmung von Inzuchtlinien liegt darin, daß die Bestimmung von Umweltbedingungen unabhängig ist. Auch bleiben die Gene in nachfolgenden Generationen in den Elternlinien erhalten.
  • Wie oben erwähnt, eignet sich das vorliegende Verfahren insbesondere für die Bestimmung der Hybridreinheit von Gemüsepflanzensamen wie z.B. den soeben erwähnten Tomaten, Melonen, Capsicum-Arten, Kohlgewächsen, jedoch auch Eierfrüchten, Einlegegurken, Zucchini, Gurken-, Radieschen usw.
  • Bei der isoelektrischen Fokussierung entstehen bei der Gelelektrophorese Muster, die folgendermaßen interpretiert werden. Mittels der Muster prüft man, welche Samen F1-hybridrein sind und welche nicht. Beim F1-Hybriden lassen sich die typischen Banden von Mutter und Vater wieder auffinden. Bleibt beim Vergleichsmuster die vaterspezifische Bande aus, so ist der Samen nicht hybridrein. Wenn wir annehmen, daß hundert Samen untersucht werden, die beim Muster der isoelektrischen Fokussierung mitgenommen werden, so müssen bei Tomaten alle hundert rein sein, sollte sich bei einer bestimmten Partie die Frage stellen, ob die Samenqualität gut ist. Sollte ein Samen nicht rein sein, so ist solch eine Partie weniger erwünscht. Im allgemeinen wird der Preis von Samen hauptsächlich vom Grad der Hybridreinheit bestimmt. Der gewünschte Grad an Hybridreinheit und dessen Beziehung zum Preis ist von Pflanze zu Pflanze verschieden. Bei Tomaten werden zum Beispiel an die Hybridreinheit hohe Ansprüche gestellt. Bei Kohlgewächsen ist man gewöhnlich toleranter, und einige Prozent Hybridunreinheit sind bei Kohlgewächsen annehmbar. Außerdem ist es wichtig, ob es sich um Blumenkohl, Weißkraut, Rotkraut usw. handelt.
  • Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Abbildungen erläutert, wobei
  • Abbildung 1 ein isoelektrisches Fokussierungsmuster für den Tomaten-F1-Hybrid Bornia,
  • Abbildung 2 ein isoelektrisches Fokussierungsmuster für den Blumenkohl-F1-Hybriden Plana, und
  • Abbildung 3 eine schematische Darstellung der Hybridqualitätsbestimmung oder Inzuchtbestimmung von Samen mittels isoelektrischer Fokussierung zeigt.
  • Abbildung 1 zeigt das F1-Hybridmuster für die Tomate Bornia, wie man es durch isoelektrische Fokussierung erhält, wobei die Bande für das vaterspezifische Protein 3 und die Bande für das mutterspezifische Protein 2 dargestellt sind.
  • Abbildung 2 zeigt das F1-Hybridmuster für den Blumenkohl Plana, wie man es durch isoelektrische Fokussierung erhält, wobei die vaterspezifische Bande 6 und die mutterspezifische Bande 4 auch vorhanden sind.
  • Abbildung 3 ist eine schematische Darstellung der Bestimmung der Hybridqualität, auch als Inzuchtbestimmung bezeichnet, einer Samenpartie mittels isoelektrischer Fokussierung. Man verwendet eine Gelplatte 7, die mit einer positiven Elektrode 8 und einer negativen Elektrode 9 versehen ist. Gleich oberhalb der positiven Elektrode befindet sich ein Gummiprobenaufnahmestreifen 10 mit Vertiefungen 11. Außerdem werden die mutterspezifischen und vaterspezifischen Proteinbanden 12 und 13 sowie ein F1-Hybridmuster 14 dargestellt, in welchem die mutter- und vaterspezifischen Proteinbanden auch vorliegen.
  • Bei der Inzuchtbestimmung einer Samenpartie wird die wäßrige Proteinlösung jeweils eines Samens aus der Samenpartie in die Vertiefung 11 des Probenaufnahmestreifens 10 überführt.
  • Dann nimmt man eine Proteinlösung eines Samens, in dem lediglich mutterspezifische Proteine vorliegen, und eine Proteinlösung eines Samens, in dem lediglich vaterspezifische Proteine vorliegen, und schließlich eine Proteinlösung eines F1-Hybriden, in dem beide Proteinarten vorliegen. Wird die gewünschte Potentialdifferenz zwischen positiver und negativer Elektrode 8 bzw. 9 bei einem gewissen pH-Gradienten angelegt, so erhält man nach Färbung mit einem geeigneten Färbemittel oder mit Silbernitrat das Proteinmuster, wie in Abbildung 3 dargestellt. In den ersten drei Vertiefungen von links nach rechts befinden sich mutterspezifische, F1-hybridspezifische und vaterspezifische Proteinlösungen, und in den anderen Vertiefungen die Proteinlösungen der Samen, deren Hybridqualität, bzw. Inzucht, zu bestimmen ist. Die mutter- und vaterspezifischen Proteine werden auch als Markerproteine bezeichnet. Sollte eines der Markerproteine fehlen, wie z.B. bei 15 (bei 15 fehlt das vaterspezifische Protein), so handelt es sich um eine Frage der Inzucht.
  • Auf diese Weise läßt sich die Hybridqualität verschiedenster F1-Hybridsamen von Gemüsepflanzen bestimmen, zu denen unter anderem Tomaten, Kohlgewächse, Capsicum-Arten und Melonen zählen.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet man üblicherweise Wasser, das mit dem Milli-Q-System (Millipore, Bedford, USA) gereinigt wurde.
  • Weiterhin verwendet man: Acrylamid, Bisacrylamid, Kathodenflüssigkeit 10 (die auf Arginin, Lysin und Ethylendiamin basiert), Ampholyte (Servalyt pH 6-9), Coomassie Brilliantblau R-250 (Serva Blue R), Kerosin sowie das pI-Proteinkit (Bereich 3,6-9,6) von Serva (Heidelberg, Bundesrepublik Deutschland); Essigsäure, Glycin, Glycerin, sowie das pI-Proteinkit (Bereich 5,65-8,3) sowie Trichloressigsäure von BDB (Poole, Großbritannien).
  • Die erfindungsgemäß für Beschichtungen und Gelfixierung für PAGE (265 x 193 mm) verwendete Gelfixierung sowie die Elektrodenstreifen (300 x 6 x 1 mm) wurden von Serva (Heidelberg, Bundesrepublik Deutschland) bezogen. Mikrotiterplatten mit 96 Vertiefungen und flachem Boden wurden von Costar (Cambridge, USA) bezogen. Das Klebeband (tesa, 100 um) stammte von Beun de Ronde (Abcoude, Niederlande).
  • Die erfindungsgemäß angewandte Ultradünnschicht-Isoelektrofokussierung, kurz UDSEF, ist ein für solch ein Vorgehen bekanntes Verfahren. Zuerst werden Gele hergestellt.
  • Die UDSEF-Gele wurden nach der von Radola beschriebenen Plattenmethode hergestellt. Als Abstandstreifen wird auf jeder Seite der Gelfixierungsschicht (265 mm x 193 mm) Klebeband verwendet. Mit drei Elektroden können zwei Gele der Abmessungen 250 x 90 mm gleichzeitig gelaufen werden. Gelfixierungsschicht und Beschichtungsfilm wurden auf Glasplatten mit einigen Tropfen Wasser zwischen Glasplatte und dem Film ausgerollt. Die Polymerisationsmischung enthielt 1,32 ml Acrylamid (30% w/v Monoacrylamid, 3% w/v Bisacrylamid); 5,72 ml 16% Glycerin; 0,6 ml Ampholyte des gewünschten pH-Bereichs; 0,4 ml 1,5% Ammoniumpersulfat. Die Acrylamid- Endkonzentration betrug 5%. Diese Mischung wurde an einem Vakuumanschluß 3 Minuten lang stark entgast. Nach dem Plattengießen und der Polymerisation wurden die Gele direkt (nach mindestens 1 Stunde) verwendet oder bei 4ºC nicht länger als eine Woche gelagert.
  • Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, die jedoch keine Beschränkung darstellen, erläutert.
  • Beispiel I
  • Tomatensamen wurden in Mikrotiterplatten überführt (96 Vertiefungen mit einem Volumen von 380 ul, ein Samen pro Vertiefung), und die Vertiefungen wurden mit 80 ul 5mM NaCl-Lösung (4ºC) gefüllt. Die Samen wurden mit einem selbstgebauten Gerät, das an eine Bohrmaschine gekuppelt war, homogenisiert. Von den so erhaltenen homogenen Proteinlösungen wurden mittels einer Mikropipette bestimmte Mengen auf die Geloberfläche aufgetragen, wobei man einen Probenaufnahmestreifen, der mit mehreren Vertiefungen versehen war, verwendete. Der Aufnahmestreifen befindet sich ungefähr 5 mm von der Anode entfernt. Die isoelektrische Fokussierung wird anschließend folgendermaßen durchgeführt.
  • Man verwendete ein mit einer gekühlten Platte von 200 x 265 x 1 mm versehenes Elektrophoresegerät von Desaga (DESAPHOR HE 200), das an eine Gleichstromquelle ECPS 3000/150 von Pharmacia und an ein RC3-Kühlgerät von Lauda (bei einer Temperatur von 10ºC) angeschlossen war. Die Gele wurden auf die Kühlplatte gelegt, wobei einige Tropfen Kerosin für guten Kontakt sorgten. Die Elektrodenstreifen wurden in 0,5 M Glycin (Anodenstreifen) bzw. Kathodenflüssigkeit 10 (Kathodenstreifen) getaucht. Die Elektroden wurden auf die Streifen gelegt und dann mit einer Glasplatte abgedeckt, um guten elektrischen Kontakt zu gewährleisten. Bei einer Einstellung von 10 W, 2000 V und 12 mA wurde eine Vorfokussierung vorgenommen. Die Vorfokussierung begann bei etwa 240 V und 3,5 W, bis die Spannung ungefahr 800 V erreichte (15-20 Minuten). Nach dem Auftragen der Proben setzte man die Fokussierung bei den gleichen Einstellungen 3000 Vh (80-90 Minuten) fort. Anschließend wurde das Protein folgendermaßen angefärbt.
  • Nach der Fokussierung wurden die Gele 5 Minuten in 20% Trichloressigsäure getaucht; anschließend wurden die Gele 10 Minuten in eine Färbelösung getaucht (0,05% Serva Blue R in Entfärbelösung; Serva Blue R war zuerst in 10 ml Methanol gelöst worden). Die Gele wurden in drei Waschvorgängen 5 Minuten mit einer Entfärbelösung (10% Essigsäure, 40% Methanol; 50% Wasser; v/v/v) entfärbt, bis die Hintergrundfärbung vollständig verschwunden war. Nach Spülen mit Wasser wurden die Gele luftgetrocknet und aufbewahrt.
  • Nomenklatur
  • Ein Symbol für das der vorliegenden Studie zugrundeliegende Protein wurde nach den Regeln der Tomato Genetic Cooperative gewählt. Das Protein wird mit drei Großbuchstaben und einer Nummer bezeichnet: PRS-1 bedeutet Samenprotein. Der Grund für die Vergabe dieser Nummer besteht darin, daß genetische Varianten anderer Samenproteine gefunden wurden (worüber keine Ergebnisse publiziert wurden). Die als Vergleich gewählte Sorte Marglobe enthält das Allel Prs-1&spplus; (in Kursiv mit großem Anfangsbuchstaben und einem kleinen Buchstaben bezeichnet), welches den Kode für das Protein PRS-1&spplus; (das Protein mit einem pI von 7,1) darstellt. Weitere Allele und von ihnen kodierte Proteine werden mit Ziffern bezeichnet werden: die fremdbefruchtende Sorte Moneymaker hat das Allel Prs-1¹, welches den Kode für das Protein PRS-1¹ (das Protein mit einem pI von 6,1) darstellt.
  • Ergebnisse Nachweis und isoelektrische Fokussierung von PRS-l-Proteinvariationen.
  • Eine Isoelektrofokussierungsstudie der wasserlöslichen Samenproteine von fremdbefruchtenden Tomatensorten mittels UDSEF im pH-Bereich 6 bis 9 zeigt zusätzlich zu vielen weiteren Banden zwei variable Proteinbanden. Das variable Protein in der mit Marglobe bezeichneten Sorte wird PRS-1&spplus; bezeichnet (siehe Nomenklatur), und die andere, in den fremdbefruchtenden Sorten Moneymaker und Napoli gefundene Variante PRS-1¹.
  • Die isoelektrischen Punkte, d.h. die pIs, beider Proteine wurden mit Hilfe von Referenzproteinen mit bekanntem pI unter Standard- Elektrophoresebedingungen geschätzt. Die pIs für PRS-1&spplus; und PRS-1¹ scheinen bei 7,1 bzw. 6,1 zu liegen.
  • Für eine gute Routineerfassung der Variante PRS-1 war die Intensität der PRS-1-Bande, wie sie sich aus der UDSEF-Analyse des Rohextrakts eines Tomatensamens ergab, zu gering. Bei Pflanzen, die beide PRS-1-Varianten enthalten, war dies umso mehr der Fall. Weiterhin neigt das PRS-1¹-Protein dazu, in der Nähe seines isoelektrischen Punkts auszufallen. Es wurden daher verschiedene Möglichkeiten geprüft, um einen verläßlichen Nachweis des PRS-1&spplus;-Proteins zu garantieren. Die Verwendung von Harnstoff sowie eine hohe Salzkonzentration im Probenpuffer hatten zur Folge, daß sich viele Proteine im Gel zeigten, die eine eindeutige Identifizierung des PRS-1-Proteins unmöglich machten. Die Verwendung eines Probenpuffers mit niedriger ionogener Stärke führte zu einer besseren Löslichkeit des PRS-1-Proteins und einer höheren Stabilität der PRS-1&spplus;-Variante in der Nähe ihres pI während der isoelektrischen Fokussierung.
  • Beispiel II
  • Wie in Beispiel I beschrieben, wurde die F1-Hybridqualität von Kohlgewächsen dadurch bestimmt, daß man die mutter- und vaterspezifischen Proteine mit einem isoelektrischen Punkt von 6,7 bzw. 7,4 für PRS-1&spplus; bzw. PRS-1¹ verwendete. Je nach Größe wurden die Samen in 80 bis 150 ul Wasser gemahlen. Der pH-Gradient betrug 6-9. Die Färbung wurde mit Silbernitrat wie bei Merrill beschrieben durchgeführt.
  • Beispiel III
  • Wie in Beispiel I beschrieben, wurde die Hybridqualität von Melonen bestimmt. Hier verwendete man die mutter- und vaterspezifischen, wasserlöslichen PRS-Proteine mit einem isoelektrischen Punkt von 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 7,0, 8,5, 8,6 und 8,7. Weiterhin verwendete man in 8M Harnstoff lösliche Proteine mit einem isoelektrischen Punkt von 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 6,1, 6,5, 8,9, 9,0, 9,7 und 9,9. Die Samen wurden in 1 ml Flüssigkeit in Mikrotiterplatten mit flachen Böden (26 Vertiefungen, Inhalt 3,8 ml) in 8M Harnstoff gemahlen. Färbung mit Coomassie oder mit Silbernitrat. Es wurden verschiedene pH-Gradienten verwendet.
  • Beispiel IV
  • Wie in Beispiel I beschrieben, wurde die Hybridqualität von Capsicum-Arten dadurch bestimmt, daß man die mutter- und vaterspezifischen Proteine in 8M Harnstoff mit einem isoelektrischen Punkt von 4,0 bzw. 5,2 für PRS-1&spplus; bzw. PRS-1¹ verwendete. Die Samen wurden in 100 ul 8M Harnstoff gemahlen. Der pH-Gradient betrug 3-6. Färbung mit Coomassie.
  • Es ist selbstverständlich, daß sich die Erfindung nicht auf die oben genannten Beispiele beschränkt, sondern daß sich, wie in Beispiel I beschrieben, auch die Hybridqualität anderer Gemüsepflanzen, wie von Eierfrüchten, Einlegegurken, Zucchini, Gurken, Radieschen usw. rasch und verläßlich bestimmen läßt.

Claims (6)

1. Verfahren zur Bestimmung der Hybridqualität von Samen, bei dem Samenproteine bei einem geeigneten, durch Ampholyte oder Immobiline erzeugten pH-Gradienten voneinander mittels dielektrischer Fokussierung getrennt werden, wonach die so getrennten Proteine in herkömmlicher Weise gefärbt und visuell erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hybridqualität von F1-Hybridsamen von Gemüsepflanzen bestimmt wird durch Verwendung der Differenz zwischen den isoelektrischen Punkten von mutter- und vaterspezifischen Samenproteinen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hybridqualität von Tomaten bestimmt wird, wobei der isoelektrische Punkt von mutter- und vaterspezifischen Proteinen 7,1 und 6,1 für PRS-1&spplus; bzw. PRS-1¹ ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hybridqualität von Kohl bestimmt wird, wobei mutter- und vaterspezifische Proteine wasserlösliche PRS-1-Proteine mit einem isoelektrischen Punkt von 6,4 und 7,4 für PRS-1&spplus; bzw. PRS-1¹ sind.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hybridqualität von Melonen bestimmt wird, wobei die mutter- und vaterspezifischen PRS-Proteine wasserlösliche Proteine mit einem isoelektrischen Punkt von 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 7,0, 8,5, 8,6, 8,7 und in 8M Harnstoff lösliche Proteine mit einem isoelektrischen Punkt von 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 6,1, 6,5, 8,9, 9,0, 9,7, 9,9 sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hybridqualität von Paprika oder Chili bestimmt wird, wobei die mutter- und vaterspezifischen Proteine in 8M Harnstoff lösliche PRS-1-Proteine mit einem isoelektrischen Punkt von 4,0 und 5,2 für PRS-1&spplus; bzw. PRS-1¹ und mutter- und vaterspezifische Proteinen mit einem isoelektrischen Punkt von 5,75, 5,30, 5,20, 4,8 sind.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hybridqualität von Zucchini bestimmt wird, wobei die mutter- und vaterspezifischen Proteine in 8M Harnstoff lösliche Proteine mit einem isoelektrischen Punkt von 5,2 und 5,3 sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GR1002690B (el) * 1996-01-29 1997-05-06 Μεθοδος παραγωγης σποροφυτων ειδων κηπευτικων.
EP0990043B2 (de) 1997-06-26 2012-07-25 Sapporo Breweries Ltd. Methode zur identifizierung von gerstensorten sowie gerstensorte mit braueigenschaften

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EP0454232A1 (de) 1991-10-30
ATE118961T1 (de) 1995-03-15
DK0454232T3 (da) 1995-07-24
EP0454232B1 (de) 1995-03-01
JPH04230845A (ja) 1992-08-19
ES2072527T3 (es) 1995-07-16
NL9000997A (nl) 1991-11-18
DE69107662D1 (de) 1995-04-06

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