Nutzung genetischer Diversität in Raps (Brassica napus) für Assoziationsstudien zur Resistenz gegen die Wurzelhals- und Stängelfäule (Leptosphaeria maculans)
Ziel dieser Arbeit war die Detektion und Nutzung von genetischen Diversität in Resistenzgen-analogen Sequenzen (RGA) und Resistenzgenkandidaten (RGC) für Assoziationsstudien bzgl. Resistenz gegenüber Leptosphaeria maculans (anamorph Phoma lingam: Phoma), dem Erreger der Wurzelhals- und Stängelfäule beim Ölraps (Brassica napus ssp. Napus L.). Diese Pilzerkrankung stellt eine der wichtigsten Krankheiten beim Raps weltweit dar. Eine quantitative Resistenz ist im aktuellen Zuchtmaterial in einer breiten Variation bezüglich L. maculans-Resistenz vorhanden, jedoch ist diese nicht näher charakterisiert. Für eine praktische Nutzung dieser quantitativen Resistenz ist die Entwicklung von effektiven Selektionsmarkern wünschenswert .
In einem genomweiten Ansatz wurden RGA-Sequenzen mit Hilfe degenerierter Primer für Resistenzgenmotive (NBS, TIR, LRR) amplifiziert und sequenziert, um Locus-spezifische Primer für einzelne RGA-Loci abzuleiten. Darüber hinaus stand eine Reihe von ESTs, die bei der Abwehrreaktion von B. napus nach Phoma-Befall eine deutliche Überexpression zeigten, als potentielle Resistenzgenkandidaten zur Verfügung. Alle RGA- und RGC-Sequenzen wurden mittels Sequenz-unabhängiger Base-Excision-Sequence-Scanning (BESS-T) zur Detektion von single nucleotide Polymorphismen (SNPs) in einem Genotypen-Coreset aus 54 genetisch diversen Winterölraps-Sorten mit breiter Variation in der Phoma-Resistenzreaktion gescreent. SNPs sind die häufigste Form von genomischer Variation und können als einfacher genetischer Marker für Assoziationen zwischen der allelischen Form und dem Phänotyp genutzt werden. Sie bieten die Möglichkeit, in Sequenzen von Kandidatengenen die allelische Variation direkt aufzudecken. Durch Allel-Merkmal-Assoziationsanalysen zwischen SNP-Loci bzw. Haplotypen und dem Resistenzverhalten der Genotypen gegenüber Phoma konnten in dieser Arbeit RGA- bzw. RGC-basierte Marker identifiziert werden, die eine für die Marker-gestützte Züchtung potentiell nutzbare Assoziation mit Phoma-Resistenz aufwiesen. Einige der ermittelten Resistenzgenkandidaten stellen interessante Quellen für weitere Forschungsansätze dar, da sie in B. napus an unterschiedlichen Abwehrmechanismen, wie die hypersensitive Reaktion oder der systemisch erworbenen Resistenz, beteiligt sein könnten.
Des Weiteren wurden zahlreiche SSR-Marker identifiziert, die ebenfalls eine signifikante Assoziation mit Phoma-Resistenz im Genotypen-Coreset zeigten. Viele dieser SSR-Allele wurden in B. napus bereits genetisch kartiert, so dass deren Genompositionen in Relation zu bekannten quantitative trait loci (QTL) für Phoma-Resistenz zum Teil verglichen werden konnten. In einigen Fällen kommen die Marker in Genomregionen vor, in denen signifikante Resistenz-QTL bekannt sind. Solche Marker sind daher ebenfalls aussichtsreiche Kandidaten für die Selektion auf Phoma-Resistenz und stehen nun für die Marker-gestütze Nutzung von allelischer Diversität in der Züchtung von Phoma-resistenten Rapssorten zur Verfügung
Verknüpfung zu Publikationen oder weiteren Datensätzen
