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Cornet RyeDUS

Project Results

Project Results

Winterroggen ist eine wichtige Kulturpflanze in Deutschland und Polen, die im Jahr 2016 auf einer Fläche von etwa 3,5 Millionen Hektar (FAO 2018) in Europa angebaut wurde. Zum Anbau kommen überwiegend Populations- oder Hybridsorten, die in kommerziellen Züchtungsprogrammen entwickelt wurden.
Als fremdbefruchtende Kulturart ist Roggen von hoher Heterogenität und Heterozygosität gekennzeichnet. Beide Eigenschaften stellen eine große Herausforderung für die Bewertung neuer Roggensorten dar. Die Registrierung und der rechtliche Schutz von Pflanzensorten orientieren sich am landeskulturellen Wert und an Kriterien wie der Unterscheidbarkeit, Uniformität und Stabilität von Sorten. Diese Eigenschaften neuer Pflanzensorten werden in Feldversuchen untersucht und dabei mit bereits zugelassenen Sorten verglichen, um robuste und rechtssichere Entscheidungen zur Zulassung und den daraus entstehenden Schutz von Sorten zu erzielen. Die rasche Entwicklung von Technologien zur Charakterisierung von Genomen ermöglicht es, diesen Fortschritt für die Prüfung von Pflanzensorten auszunutzen, indem molekulare Marker für die Sortenprüfung verwendet werden.
Der Internationale Verband zum Schutz von Pflanzenzüchtung (UPOV) hat als Antwort auf diese Entwicklungen drei Modelle entwickelt, die eine Verwendung von Markern in der Sortenprüfung beschreiben.
  • Modell 1 sieht vor, molekulare Merkmale als Prädikator für traditionelle Registermerkmale zu verwenden.
  • In Modell 2 sollen anhand der molekularen Merkmalen Schwellenwerte berechnet werden, um Referenzkollektionen zu managen.
  • Unter Modell 3 können neue Systeme entwickelt werden, die ausschließlich auf der Verwendung von molekularen Markern basieren (UPOV 2011)?.
Das wichtigste Ziel von RyeDUS war es, für in der Vergangenheit zugelassene Roggensorten die Verwendung von molekularen Markern in der Registerprüfung zu evaluieren, indem die in der Vergangenheit getroffenen, auf phänotypischen Registermerkmalen beruhenden Entscheidungen zum Sortenschutz mit markerbasierten Methoden der Registerprüfung verglichen werden. Zu diesem Zweck wurden vom deutschen Bundessortenamt (BSA) und dem polnischen Sortenamt COBORU in anonymisierter Form und mit Einwilligung der Züchter die Daten der Registerprüfung von 82 Sorten den Projektpartnern Universität Hohenheim (UHOH) und Universität Wroclaw (UWRO) zur Verfügung gestellt. Zusätzlich wurden jeweils 46 zufällig ausgewählte Pflanzen jeder Sorte mit einem SNP Genotypisierungsarray genotypisiert.
Die statistische Analyse der phänotypischen Registerdaten zeigte, dass sich die Boniturnoten der beiden Sortenämter für die gleichen Sorten zum Teil unterschieden, was die Vergleichbarkeit der phänotypischen Daten verringerte. Einige Registermerkmale könnten durch geeignete Marker ersetzt werden. Die Gruppierung der Sorten zeigte, dass diese erheblich von der verwendeten Methode abhing. Es wurden jedoch zwei Gruppen erhalten, von denen eine überwiegend aus Hybridsorten und die andere aus Populationssorten bestand. Die molekulare Markeranalyse konnte diese Gruppierung nicht bestätigen, obwohl eine Korrelation zwischen phänotypischer und genetischer Distanz zu beobachten war.
Ein Ziel war es, einen bestimmten Schwellenwert einer molekularen Markerdistanz zu identifizieren, der zur Unterscheidung von Sorten herangezogen werden könnte. Es wurde beobachtet, dass fast alle Sorten eine Roger»s Distanz von etwa 0,3 aufwiesen. Allerdings gab es einige Hybridsorten, die eine deutlich geringere Distanz zeigten. Im Gegensatz dazu ergaben die Markeranalysen einen klaren Unterschied zwischen der Heterogenität innerhalb und der Distanz zwischen Sorten:
Mit Ausnahme von 2 Sorten war die genetische Distanz zwischen den Sorten deutlich größer als die Heterogenität innerhalb einer Sorte, so dass diese Kriterien zur Definition einer Sorte und z. B. zum Management von Referenzkollektionen, die für den Vergleich mit neuen Sortenkandidaten benötigt werden, verwendet werden können. Die im Projekt verwendeten statistischen Methoden wurden in einem Softwarepaket vereinigt und können für zukünftige ähnliche Untersuchungen verwendet werden.
Der ausführliche Gesamtbericht kann über die GFPi-Geschäftsstelle bezogen werden:
gfpi@bdp-online.de
Förderhinweis:
Das IGF-Vorhaben 146 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 Energie aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages gefördert.

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