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Apomixis ist eine Form der asexuellen Vermehrung von Pflanzen durch Samen, die in einigen hundert Arten vorkommt. Apomiktische Nachkommen sind genetisch identisch und enthalten ausschliesslich mütterliches Erbgut. Die Auslösung von Apomixis in landwirtschaftlich bedeutenden Nutzpflanzen ist das Fernziel des vorliegenden Projekts, da so die ertragreichen F1-Hybride genetisch fixiert und damit die Saatgutproduktion erheblich vereinfacht werden könnte.

Lay summary
Apomixis ist eine Form der asexuellen Vermehrung von Pflanzen durch Samen, die in einigen hundert Arten vorkommt. Apomiktische Nachkommen sind genetisch identisch und enthalten ausschliesslich mütterliches Erbgut. Die meisten natürliche Apomikten sind fakultativ, können sich also sowohl apomiktisch wie sexuell vermehren. Es ist deshalb wahrscheinlich, dass die beiden Fortpflanzungsmodi durch unterschiedliche Regulation derselben Gene zustande kommen. Die Auslösung von Apomixis in landwirtschaftlich bedeutenden Nutzpflanzen ist das Fernziel des vorliegenden Projekts, da so die ertragreichen F1-Hybride genetisch fixiert und damit die Saatgutproduktion erheblich vereinfacht werden könnte. Das Induzieren von Apomixis erfordert die Veränderung von drei Prozessen der Fortpflanzung: 1. Die Bildung einer Eizelle mit unverändertem, mütterlichem Erbgut; 2. die Auslösung der Embryonalentwicklung ohne Befruchtung; und 3. die Bildung funktionellen Endosperms. Wir haben in Mais zwei Mutanten identifiziert, welche die beiden ersten Schritte betreffen. Das für den 1. Schritt verantwortliche Gen haben wir zusammen mit einem Industriepartner molekular isoliert und zur Produktion der ersten klonalen Samen in Getreiden (Mais) genutzt. In diesem BRIDGE Discovery Projekt wollen wir das für den 2. Schritt verantwortliche Gen molekular isolieren und untersuchen, ob mithilfe dieser beiden Gene auch in anderen Getreiden Apomixis induziert werden kann, speziell im wichtigen Nahrungs- und Futtermittelgetreide Gerste. Sollte die in Mais entwickelte Technologie zur Produktion klonaler Samen auf andere Getreide übertragbar sein, so eröffnen sich damit ungeahnte Möglichkeiten für die Landwirtschaft, da Apomixis die Nutzpflanzenzucht und Saatgutproduktion revolutionieren könnte.