RT Dissertation/Thesis
T1 Quantitativ-genetische Untersuchungen zur Vererbung der Resistenz gegen Ährenfusarium bei Triticale (x Triticosecale Wittmack)
A1 Heinrich,Nicole
WP 2005/10/06
AB Ährenfusariosen können bei Getreide zu erheblichen Ertrags- und Qualitätseinbußen führen. Zusätzlich kommt es zu einer Anreicherung von giftigen Stoffwechselprodukten, den sogenannten Mykotoxinen. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Schätzung von quantitativ-genetischen Parametern für die Optimierung eines Zuchtschemas zur Verbesserung der Resistenz gegen Ährenfusarien bei Triticale. Das untersuchte Material bestand aus zehn Elternlinien mit divergenter Resistenzausprägung sowie deren 45 diallele F1-Kreuzungen, 15 daraus ausgewählten F2-Nachkommenschaften eines Diallels aus sechs Elternlinien, 30 Rückkreuzungen und fünf F2:3-Teilramschen. Diese wurden in jeweils mehreren Umwelten (Orte, Jahre) nach künstlicher Inokulation mit Fusarium culmorum auf ihre Anfälligkeit (Ähren-, Kornbonitur, Ertragsverluste) geprüft. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden drei Experimente mit unterschiedlicher Fragestellung durchgeführt. In Experiment 1 wurde der Einfluss des Fusarienbefalls auf Ertragsmerkmale der zehn Eltern untersucht. Das Tausendkorngewicht und das Ährengewicht waren mit 10,0% bzw. 9,3% Verminderung gegenüber einer nicht-inokulierten Variante stärker betroffen als die Kornzahl pro Ähre (4,3%) und das Volumengewicht (7,4%). Die künstliche Inokulation bewirkte auch einen deutlich erhöhten Gehalt an Deoxynivalenol (DON; 26,4 mg۰kg-1) und Exoantigenen (1,34 OD) im Korn. Bei den Bonitur- und relativen Ertragsmerkmalen zeigte sich eine signifikante genotypische Varianz und GenotypxUmwelt-Interaktionsvarianz. Die Korrelationen zwischen den Boniturmerkmalen und Tausendkorn- bzw. Volumengewicht waren negativ und hoch. Dies traf auch auf die Beziehung zwischen dem Ährengewicht und der Kornzahl pro Ähre zu. Zwischen Ährenbonitur und Ährengewicht bzw. Kornzahl pro Ähre bestanden negative und eher moderate Korrelationen. In Experiment 2, das die Schätzung von Kombinationsfähigkeit, Hybridleistung und Heterosis zum Ziel hatte, war die Bedeutung der Heterosis für die Ähren- und Kornbonitur gering. Dagegen konnte bei den F1-Kreuzungen ein um 15,5% erhöhter DON-Gehalt im Vergleich zum Elternmittel gefunden werden. Bei beiden Boniturmerkmalen ließ sich die F1-Leistung weitgehend aus der Elternleistung (Ähren- und Kornbonitur: r=0,8) vorhersagen. Für alle Merkmale, ausgenommen dem Exoantigen-Gehalt, war die Varianz der Allgemeinen Kombinationsfähigkeit hoch signifikant und meist deutlich höher als die Varianz der Spezifischen Kombinationsfähigkeit, was auf eine additive Vererbung der Resistenz hindeutet. Bei der Ährenbonitur weist die signifikante Varianz der Spezifischen Kombinationsfähigkeit zusätzlich auf eine Beteiligung von dominanten Effekten an der Resistenz hin. Die Beziehung zwischen der Eigenleistung der Eltern und deren Effekt der Allgemeinen Kombinationsfähigkeit war eng. Experiment 3 diente der Erfassung der Aufspaltungsvariation und der Schätzung von genetischen Effekten. Die selektierten und geprüften sechs Eltern wurden diallel gekreuzt und mit ihren 15 F2-Nachkommenschaften im Einzelpflanzenanbau geprüft. Sie zeigten ein ähnlich hohes Resistenzniveau. Im Vergleich dazu war die Resistenz der Rückkreuzungen zum resistenten Elter höher und zum anfälligen Elter geringer ausgeprägt. Es konnten signifikante Unterschiede zwischen den Mittelwerten der 15 Kreuzungen beobachtet werden. Die Variation der Genotypen innerhalb einer Kreuzung sowie die der Eltern war hoch. Bei keiner der untersuchten Kreuzungen zeigte sich Transgression. Der Anteil an resistenten Nachkommen stieg tendenziell mit dem Resistenzniveau der beiden Eltern. Im Mikroparzellenanbau hatten die Eltern und F2:3-Nachkommenschaften ein ähnlich hohes Resistenzniveau. Bei allen Nachkommenschaften war der additiv-genetische Effekt deutlich höher als der dominante Effekt. Ein entgegengesetztes Bild zeigte sich bei den F1-Kreuzungen. Hier war der dominante Effekt höher als der additiv-genetische Effekt. Die Ergebnisse zeigen signifikante genetische Variation im untersuchten Material, das zur Selektion genutzt werden kann. Die überwiegend additive Vererbung der Resistenz ermöglicht eine Selektion der Eltern aufgrund deren Eigenleistung. Zur Erfassung der Resistenz sind Untersuchungen in mehreren Umwelten notwendig, worauf die signifikanten und hohen GenotypxUmwelt- Interaktionen hindeuten. Ähren- und Kornbonitur sind geeignet, um ein großes Sortiment in verschiedenen Umwelten zu selektieren. Wegen der teilweise nur moderaten Korrelationen zwischen den Bonitur- und Ertragsmerkmalen ist für eine genauere Informationen über die Ertragsleistung eines Genotyps die zusätzliche Einbeziehung eines Ertragmerkmals notwendig. Aufgrund der hohen nicht-genetischen Variation der F2-Einzelpflanzen sollte die Prüfung der Resistenz frühestens in den F3-Nachkommenschaften durchgeführt werden. Eine rasche Verbesserung der Resistenz kann wegen der vorwiegend additiven Vererbung durch ein rekurrentes Selektionsprogramm erwartet werden. 
K1 Resistenzzüchtung
K1 Fusarium culmorum
K1 Ährenfusariosen
K1 DON (Deoxynivalenol) -Gehalt
K1 Populationsgenetik
PP Hohenheim
PB Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim
UL http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2005/115