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Projektergebnisse

Zusammenfassung
Im letzten Jahrzehnt litt der Weizen in Österreich und Deutschland mehrfach (2005, 2006, 2008, abgeschwächt auch 2013 und 2014) unter großflächigen Auswuchsschäden und niedrigen Fallzahlen. Verbesserte Weizensorten sollen auch in Jahren mit regnerischer und wechselhafter Witterung zur Reifezeit (Gefahr der Aktivierung von ?-Amylasen, partiellen Stärkeabbaus, niedrigen Fallzahlen und Auswuchs) eine vermarktungskonforme Qualität liefern. Dies erfordert effektive Resistenzgene gegen Auswuchs und reduzierte Fallzahlen.
Ziel des Projektes »NoSprout - Validation of molecular selection methods for improvement of preharvest sprouting tolerance in winter wheat breeding material« war die Charakterisierung und Validierung von QTL (quantitative trait loci)-Effekten und die Nutzbarmachung molekularer Marker. Genetische Marker bringen auch bei komplex vererbten Merkmalen wie der Auswuchsfestigkeit Vorteile. Dafür sind eine genaue Lokalisierung der Genorte und die vertiefte Abschätzung der Geneffekte auf die Zielmerkmale (Keimruhe, Auswuchstoleranz i.e.S., Höhe und Stabilität der Fallzahl) notwendig. Die phänotypische und genotypische Analyse biparentaler Weizenpopulationen bietet dafür die Voraussetzung. In der Folge können die Weizenzüchter in ihrem Genpool zielgerichteter selektieren und den Zuchtprozess beschleunigen. Vor allem in frühen Generationen reduziert jede aufgrund begründeter genotypischer Daten ausgeschiedene Linie die Kosten für die Feldversuche.
Zur Abschätzung der Variation innerhalb mehrerer Populationen für das Merkmal Auswuchsfestigkeit wurden diese in den Vegetationszeiten 2012/2013 und 2013/2014 an acht Standorten in Deutschland und Österreich angebaut. Zur Charakterisierung des Merkmals wurden teilweise bis zu fünf phänotypische Testverfahren angewendet: Auswuchs intakter Ähren im Labor (Laborauswuchs), Keimung gedroschener Samen (Keimungsindex), Fallzahlbestimmung zur Ernte und bei überständiger Ernte und Fallzahlstabilität. Das Weizensortiment wurde zusätzlich mit verschiedenen molekularen Markersystemen genotypisiert, um über eine QTL (quantitative trait loci)-Kartierung das Merkmal in seine genetischen Komponenten zu zerlegen. Singuläre Nukleotid­poly­morphismen (SNP), Mikrosatelliten (SSR), Amplifizierte Fragment­längen­poly­morphismen (AFLP) und Kandidatengene wurden verwendet.
Die Heritabilität (h²) lag mit 0,79 für den Keimungsindex, 0,65 für den Laborauswuchs und 0,47 für die Fallzahl im mittleren bis hohen Bereich. Der intervarietale Zusammenhang des Laborauswuchses zum Keimungsindex war sehr hoch (r ? 0,75). Beide Parameter erreichten aber nur eine geringe Korrelation zur Fallzahl zur Ernte der Linien. Eine größere Heritabilität (h²=0,89) konnte mittels dem provoziertem Fallzahlabfall zur Untersuchung der Fallzahlstabilität erreicht werden. Auch die Korrelation der Fallzahlstabilität mit Keimungsindex und Ährenauswuchs war deutlich besser als für die Fallzahl zur Ernte. Die QTL-Kartierung unter Verwendung der phänotypischen Daten der Einzelumwelten ermöglichte die Identifizierung von vier populationsübergreifenden QTL, neun validierten QTL aus »RobustWheat« und vier populations- und projektübergreifenden QTL. Bei den meisten Genorten wurde sowohl ein Einfluss auf Ährenauswuchs als auch auf Keimungsindex festgestellt, während für Fallzahl eher andere QTL einen Einfluss zeigten. Besonders hervorzuheben ist, dass der bekannte QTL Phs1 auf Chromosom 4A für Auswuchsfestigkeit auch für das Merkmal Fallzahl kartiert werden konnte.
Der ausführliche Gesamtbericht kann über die GFPi-Geschäftsstelle bezogen werden: gfpi(at)bdp-online.de
Förderhinweis:
Das IGF-Vorhaben 75 EN der Forschungsvereinigung GFPi e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages gefördert.

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