Entwicklung eines PCR basierten Analyseverfahrens zur Bestimmung des Befalls durch Oculimacula spp. sowie Verifizierung von Markern für das Resistenzgen Pch1im Weizen (Triticum aestivum L.)
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Zusammenfassung
Aufgrund der weltweit großen Verbreitung des hexaploiden Brot- oder Weichweizens (Triticum aestivum L. em. Thell.) und enger Fruchtfolgen sind Pilzkrankheiten bei Weizen von besonderer Bedeutung. Der parasitäre Halmbruch stellt in der gemäßigten Klimazone eine wichtige Krankheit dar und kann erhebliche Ertragsverluste verursachen. Wesentliche Erreger der Krankheit sind die Pilzpathogene 0culimacula acuformis (syn. Tapesia acuformis; anamorph: Helgardia acuformis syn. Pseudocercosporella herpotrichoides var. acuformis) und 0. yallundae (syn. T. yallundae; anamorph: H. yallundae syn. P. h. var. herpotrichoides). Gegen diese Ascomyceten, die gleiche Symptome hervorrufen und visuell nur mikroskopisch unterschieden werden können, bewirkt das Resistenzgen Pchl aus Aegilops ventricosa die bisher effektivste Resistenz. Zusätzlich wird im deutschen Winterweizenmaterial Pch2 genutzt, welches in der Winterweizensorte "Cappelle Desprez" identifiziert wurde. Andere Resistenzgene, z.B. aus Dasypyrum villosum, Ae. tauschii, T. monococcum, T. durum, Ae. kotschyi, Thinopyrum ponticum und Th. intermedium, werden bisher in der praktischen Pflanzenzüchtung nicht genutzt.Zur Unterscheidung von 0. acuformis und 0. yallundae Infektionen nach künstlicher Inokulation im Gewächshaus und zur quantitativen Differenzierung der Anfälligkeit von Weizengenotypen wurden in dieser Arbeit zwei SYBR Green® basierte Real-time PCR Assays entwickelt. Der Einfluss von Inkubationszeit zwischen Inokulation und Probenahme, der Pathogeneffekt (0. acuformis und 0. yallundae) sowie der Einfluss von Resistenzgenen (Pchl, Pch2, anfällig) auf den Pathogen-DNA-Gehalt im Weizenmaterial wurde ermittelt. Es wurde festgestellt, dass 12 Wochen nach Inokulation mit 0. yallundae die eindeutigste Differenzierung von Genotypen mit unterschiedlichem Resistenzniveau nachweisbar war. Genotypen, welche das Resistenzgen Pchl tragen, zeigten signifikant geringere Pathogen- DNA-Gehalte als der Pch2-Träger "Cappelle Desprez" und anfällige Linien. Diese Phänotypisierungsmethode ermöglicht mithin eine klare Differenzierung und kann somit als Grundlage für die Entwicklung von eng gekoppelten Markern für Halmbruchresistenzgene genutzt werden.Die Verfügbarkeit eng gekoppelter Marker in markergestützten Selektionsverfahren ist abhängig von deren diagnostischem Wert. Um die Nutzbarkeit von eng mit Pchl gekoppelten Markern zu ermitteln, wurden drei Kreuzungsnachkommenschaften (DH-Populationen) per isoelektrischer Fokussierung auf das Vorhandensein der mit Pchl gekoppelten Endopeptidase Ep-Dla analysiert. Basierend auf 127 DH-Linien und 27 Markern wurde eine genetische Karte von Chromosom 7D erstellt. Die Marker Xorwl, Xorw5, Xorw6, Xcfdl75, Xbarc76, Xwmcl4 und Xcfa2040 zeigten eine vollständige Kopplung mit Ep-Dla. Die Marker Xorwl, Xorw6, Xcfdl75, Xbarc76 und Xwmcl4 wurden daraufhin anhand eines Sets von 104 Winterweizensorten evaluiert und mit Ergebnissen der vom Bundessortenamt durchgeführten Resistenztests für Halmbruchanfälligkeit verglichen. Es konnte gezeigt werden, dass die Marker Xorwl, Xorw6 und Xcfdl75 für den Einsatz in der markergetützten Selektion auf Pchl momentan am besten geeignet scheinen.Bedingt durch die rasante Entwicklung in Sequenzierungs- und Markertechniken ist davon auszugehen, dass die markergestützte Selektion zukünftig noch deutlich an Bedeutung gewinnen wird - insbesondere in der Züchtung auf komplexe quantitative Merkmale.Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
Beschreibung
Anmerkungen
Erstpublikation in
Quedlinburg : Julius Kühn-Institut (Dissertationen aus dem Julius-Kühn-Institut)