Das Ziel der vorliegenden Studie war die Aufklärung der genetischen Kontrolle der Samenfarbe in verschiedenen Winterraps-Kreuzungen durch die Lokalisierung von quantitativen Merkmalsloci (quantitative trait loci, QTL) für Samenfarbe und assoziierte Merkmale. Gelbe Rapssamen zeigen einen gegenüber schwarzen Samen erhöhten Öl- bzw. Proteingehalt, wegen des Vorkommens gemeinsamer Vorstufen in der Lignin- und Pigmentbiosynthese kann auch ein geringerer Rohfasergehalt angenommen werden. Dieser wird wesentlich vom ADF-Gehalt beeinflusst (acid detergent fibre: Lignin und Cellulose) und spielt eine wichtige Rolle für die Gesamtqualität und weitere Verwertbarkeit des Raps-Presskuchens nach der Ölextraktion.
Je eine Winterraps-DH- bzw. F2-Population wurden hierzu untersucht, welche auf Kreuzungen zwischen jeweils einer unterschiedlichen Gelbsamigkeitsquelle und verschiedenen schwarzsamigen Eltern zurückgingen (YE1 = T 25629 x DH 26-96 , bzw. YE2 = Express 617 x 1012-98 ). Mit der Hilfe von 197 bzw. 252 AFLP- und SSR-Markern wurden genetische Karten für YE1 bzw. YE2 entwickelt, die bei einer Gesamtgröße von 1320 bzw. 2953 cM 22 bzw. 21 Kopplungsgruppen umfassen. Nach Erstellung einer Konsensus-Karte mit Hilfe von Brückenmarkern sowie durch Abgleich mit publizierten Rapskarten konnten in beiden Populationen zwei korrespondierende QTL für Samenfarbe gefunden werden, zusammen mit einem dritten Neben-QTL in YE2. Bei dem Haupt-QTL handelt es sich in beiden Kreuzungen um einen hochsignifikanten Major-Locus auf Kopplungsgruppe 18, der 62,4% (YE1) bzw. 58,8% (YE2) der phänotypischen Varianz für Samenfarbe bewirkt. Der jeweils zweite QTL, ein Minor-Locus, liegt auf Kopplungsgruppe 15 und erklärt 9,3% (YE1) bzw. 19,9% (YE2) der phänotypischen Varianz. Aufgrund der Existenz von eng mit diesen beiden QTL gekoppelten, übereinstimmenden AFLP-Markern ist anzunehmen, dass es sich in beiden Fällen um jeweils identische Loci in den unterschiedlichen Kreuzungen handelt. Der dritte, nur in der Population YE2 detektierte QTL für Samenfarbe erklärt als Minor-Locus weitere 8,7% der phänotypischen Varianz.
Interessanterweise wurde für den ADF-Gehalt sowohl in YE1 und YE2 ein QTL zusammen mit dem Haupt-QTL für gelbe Samenfarbe auf Kopplungsgruppe 18 lokalisiert; dieser erklärt 27,3 bzw. 24,6% der phänotypischen Varianz. Ein weiterer ADF-QTL in YE2 findet sich auf Kopplungsgruppe 11, und insgesamt zeigte der ADF-Gehalt eine hohe Korrelation mit der Samenfarbe (YE1: r2=0.88; YE2: r2=0.74).
Anhand der kombinierten QTL- und Segregationsdaten für Samenfarbe und ADF-Gehalt (zweigipfelige Verteilung von schwarz- zu nicht-schwarzsamigen bzw. hoch-ADF- zu reduziert-ADF-haltigen Genotypen) in den beiden B. napus-Populationen wird vorgeschlagen, daß die Samenfarbe in B. napus durch ein dominantes Gen kontrolliert wird, während ein (YE1) bzw. zwei (YE2) epistatische Gene Einfluss auf die Pigmentbiosynthese haben könnten. Das Vorhandensein eines oder zweier dominanter Allele an dem Hauptgen-Locus für Samenfarbe bedingt nach diesem Vererbungsmodell immer einen nicht-schwarzsamigen Phänotyp. Zudem trägt es zu einer Verringerung der Rohfaser bei, woraus die enge Korrelation zwischen Samenfarbe und ADF-Gehalt herrührt. Hinsichtlich bekannter Gene, die hieran beteiligt sein könnten, stellen homeologe Varianten der transparent testa-(tt)-Gene aus Arabidopsis thaliana aussichtsreiche Kandidaten dar. Insgesamt sollte eine auf den Ergebnissen dieser Studie beruhende, marker-gestützte Züchtung die Erzeugung reinerbiger, hellsamiger Winter-ölrapssorten mit verbesserter Schrotqualität beschleunigen - sowohl in Hinblick auf eine Verwendung des Pressrückstandes als Futtermittel als auch als Basis für die Gewinnung von hochwertigem Protein für die Tierernährung.
Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
