Die Elektrophorese ist eine weithin genutzte Methode, die seit 1942 in der Medizin genutzt und seit den 80er Jahren zunehmend im landwirtschaftlichen Bereich zur Nachprüfung der Echtheit von Art und Sorte herangezogen wird.
Bei der Züchtung neuer Sorten werden neben agronomischen Eigenschaften auch die Vorratsproteine im Samen verändert. Diese Proteinzusammensetzungen sind nicht nur sortentypisch, sondern auch umweltunabhängig. Somit können Proteinextrakte aus Samen zur Elektrophorese einerseits zur Bestimmung von Sorten und darüber hinaus auch zur Feststellung der Hybridqualität dienen. So wird z.B. bei Mais eine Bestimmung des Anteils von Selbst- und Fremdbefruchtungen von Hybridsaatgut möglich.
Das Referat Saatgutuntersuchung hat in den 80er Jahren die Methode der Isoelektrischen Fokussierung als Labormethode zur Überprüfung der Hybridqualität etabliert, um die Saatmaisvermehrung, die deutschlandweit zu über 99 % in Baden-Württemberg durchgeführt wird, in der Qualitätskontrolle zu unterstützen. Die am LTZ entwickelte Methode zur Bestimmung der Hybridqualität von Mais und Sonnenblumen ist in die internationalen Vorschriften für Saatgutprüfung aufgenommen worden.
Die Hybridqualität bestimmt, neben der Keimfähigkeit, die Entlohnung der Saatmaisvermehrer durch die Züchter.
Diese Methode nutzt die Tatsache, dass Proteine amphotere Moleküle sind, d. h. sie tragen sowohl positive als auch negative Ladungen. Gibt man diese in ein elektrisches Feld, so wandern die Moleküle bis zu dem Punkt, an dem sie netto ungeladen sind – an ihren isoelektrischen Punkt. Dort können sie fixiert, angefärbt und als sortentypisches Proteinbandenmuster erkennbar gemacht werden, welches sodann zur Auswertung herangezogen wird.
Sofern eine neue Hybridsorte zur Untersuchung kommt, bedarf es zunächst der Herstellung eines Referenzgels auf dem sowohl Samen der mütterlichen und väterlichen Linie, wie auch der Hybride selbst, vergleichend betrachtet werden. Anhand dieses Referenzmusters werden bei dem Linienmaterial sogenannte Markerbanden festgelegt, die ausschließlich bei der väterlichen oder mütterlichen Linie vorkommen und die sich darüber hinaus beide im Hybriden wiederfinden (siehe Abb.).
Erfolgt die Ernte des neu produzierten Hybridsaatgutes werden davon 200 Korn einzeln in der Elektrophorese untersucht. Im Vergleich mit dem Referenzgel der entsprechenden Hybridsorte kann sodann der Anteil von Selbst- und Fremdbefruchtungen im Hybridsaatgut festgestellt werden.