AB-QTL Kartierung von Ährenfusarioseresistenz

Ährenfusariose des Weizens ist eine bedeutende Pilzkrankheit, welche in vielen Getreideproduktionsgebieten der Erde zu beträchtlichen Schäden führt. Ein Befall der Ähre wird als besonders schwerwiegend angesehen, weil giftige sekundäre Stoffwechselprodukte des Pilzes, die sogenannten Mykotoxine, das Erntegut kontaminieren. Der Anbau von resistenten Sorten kann wesentlich zur integrierten Bekämpfung von Ährenfusariose beitragen. Ein Großteil der derzeit verfügbaren Sorten ist allerdings mittel bis hoch anfällig für diese Krankheit. Das beantragte Projekt umfasst die molekulargenetische Analyse der Resistenz gegenüber Ährenfusariose von zwei verwandten Weizenformen: Triticum macha (Genom AABBDD, 2n=42) und Triticum dicoccoides (Genom AABB, 2n=28). Die beiden Linien aus T. macha und T. dicoccoides weisen zwar einen hohen Resistenzgrad gegenüber Fusariumbefall auf, besitzen aber andererseits zahlreiche ungünstige Eigenschaften wie langes Stroh und Neigung zu Lagerung sowie ein geringes Ertragsniveau. Wir entwickelten rekombinante Rückkreuzungspopulationen aus Kreuzungen der genannten resistenten Weizenlinien mit lokal angepassten Sorten. Diese Populationen werden einerseits in wiederholten Feldversuchen auf Ährenfusarioseresistenz geprüft und andererseits mittels molekularer Marker genetisch charakterisiert und Kopplungskarten erstellt. Die gemeinsame biometrische Auswertung der Resistenzdaten und der Markerdaten erlaubt die Identifizierung von Genomregionen, welche mit der Resistenzeigenschaft gekoppelt sind. Im Projekt sollen diese verwandten Wildformen des Weizens (T. macha und T. dicoccoides) als neue Resistenzquellen für die Züchtung auf Ährenfusarioseresistenz erschlossen werden. Dies ist das erste Projekt welches die `Advanced Backcross QTL Methode` zur genetischen Analyse der Ährenfusarioseresistenz bei Weizen einsetzt. Wir planen neue molekulare Marker für die Selektion auf Fusariumresistenz zu entwickeln und zu publizieren, welche in Zukunft in der Resistenzzüchtung eingesetzt werden können.

In Jahren mit feucht-warmer Witterung kann es zu einem verstärkten Befall von Getreidekörnern mit Pilzen der Gattung Fusarium kommen. Diese Pilzkrankheit bewirkt neben möglichen Ertragseinbußen eine Verunreinigung der Körner mit sekundären Stoffwechselprodukten des Pilzes, den so genannten Mykotoxinen. Die Züchtung und der Anbau von Fusarium-resistenten Sorten erscheint als die ökologisch und ökonomisch beste Maßnahme zur Verhinderung des Fusariumbefalls auf Getreide. In diesem Projekt wurden zwei verwandte Formen des Weizens welche als mögliche Resistenzdonoren in Frage kommen genetisch analysiert, und zwar der hexaploide Georgische Dinkelweizen (Triticum macha, Chromosomenzahl 2n = 42) und der tetraploide Emmerweizen (Triticum dicoccum, Chromosomenzahl 2n = 28). Dafür wurden Rückkreuzungspopulationen benutzt. Aus der Kreuzung einer Linie des Georgischen Dinkels (Triticum macha) mit einer heimischen Winterweizensorte (Furore) wurden 330 Rückkreuzungslinien hergestellt und aus der Kreuzung von Emmerweizen (Triticum dicoccum) mit drei heimischen Durumweizensorten wurden 390 Rückkreuzungslinien entwickelt. Die so hergestellten Linien wurden einerseits in wiederholten Feldexperimenten mit künstlicher Inokulation auf ihr Resistenzverhalten überprüft und andererseits im Labor mittels molekularer Marker (genetische Fingerabdrücke) analysiert. Die gemeinsame biometrischen Auswertung der Resistenzdaten und der genetischen Analysen erlaubte die Zuordnung von jenen Genombereichen welche signifikant an der Resistenzausprägung beteiligt sind. In der T. macha x Furore Population waren fünf bisher nicht bekannte Genomregionen an der Resistenzausprägung beteiligt, wobei der stärkste Resistenzeffekt auf dem Chromosom 5A lokalisiert wurde. In der T. dicoccum x Durumweizen Population waren drei Genomregionen signifikant mit Fusariumresistenz assoziiert. In diesem Projekt konnten somit einige neue Genombereiche beschrieben werden welche an der Resistenzausprägung gegen Fusariumbefall beteiligt sind. Molekulare Marker welche mit den Resistenzabschnitten gekoppelt sind, können in Zukunft für die Züchtung von neuen Sorten benutzt werden, und Experimentallinien aus dem Projekt können als Kreuzungspartner für die Züchtung zur Verfügung gestellt werden.