RT Dissertation/Thesis T1 Phänotypische und molekulare Analyse von Kreuzungsnachkommen auf Resistenz gegen Ährenfusariosen bei Triticale (x Triticosecale Wittmack) A1 Großmann,Maren WP 2011/04/06 AB Die Bekämpfung des Befalls von Triticale mit Ährenfusariosen ist bisher nur unzureichend möglich, daher verspricht man sich durch die Resistenzzüchtung erhebliche Verbesserungen hinsichtlich einer Verringerung des Mykotoxingehaltes. Seit 2006 bestehen vom Gesetzgeber europaweit strenge Grenzwerte für Deoxynivalenol (DON) in Lebensmitteln. Die Belastung durch Mykotoxine, die durch den Befall mit Ährenfusariosen verursacht werden, führen bei Triticale zusätzlich zu hohen Ertragsverlusten. Darüber hinaus verursacht es in der Fütterung erhebliche Gesundheitsprobleme der Tiere, insbesondere in der Schweinefütterung, und über die verringerte Futteraufnahme zu finanziellen Verlusten des Landwirts. Die Resistenz gegen Ährenfusariosen wird bei Triticale quantitativ mit einer überwiegend additiven Genwirkung vererbt und ist deshalb nur durch aufwändige Feldprüfungen sicher zu erfassen. Molekulare Marker beschleunigen den Zuchtgang und ermöglichen die gezielte Introgression von günstigen QTL. In dieser Doktorarbeit sollten deshalb durch den innovativen Einsatz molekularer Marker Möglichkeiten zur Erhöhung der Resistenz von Triticale gegenüber Ährenfusariosen untersucht werden. Ziele waren die Aufklärung der Mechanismen zur Vererbung von Resistenz mittels mehrortigen und mehrjährigen Feldversuchen, wie auch die Verringerung der Mykotoxinanhäufung, das Erstellen von genetischen Karten für zwei Kreuzungspopulationen und die Identifikation von QTL für die Merkmale Ährenschieben, Wuchshöhe, DON und Fusarium-Resistenz. Es zeigten sich in allen Populationen signifikante Unterschiede zwischen den einzelnen Genotypen für die genannten Merkmale. Die Ährenbefallswerte betrugen je nach Standort und Jahr im Mittel zwischen 8 und 43 %. Die Heritabilitäten waren relativ hoch (0,7 - 0,82). Die große Bedeutung der Genotyp-Ort-Interaktion zeigte, dass mehrortige und mehrjährige Prüfungen unbedingt erforderlich sind. Zwischen Ährenbefall und Wuchshöhe bzw. Ährenschieben (EC-Stadium) ergab sich kein bzw. nur ein mittlerer, jedoch signifikanter Zusammenhang. Die Korrelation zwischen DON-Gehalt und Ährenbefall lag zwischen r = 0,3 und r = 0,65. Diese Ergebnisse sind zu unpräzise, um eine zuverlässige Vorhersage des DON-Gehalts anhand des Ährenbefalls zu ermöglichen. Die Kartierung der Kreuzungspopulationen LASKO x ALAMO und LASKO x TRIMESTER wurde mit Hilfe von SSR- und DArT-Markern durchgeführt. Anhand der besseren Chromosomenabdeckung durch DArT-Marker ist der Polymorphiegrad von 7 bis 12 % auf 9 bis 18 % gestiegen. Es wurden genetische Karten mit Gesamtlängen von 1815 bzw. 1407 cM und durchschnittlichen Markerabständen von 5,19 und 4,54 cM erstellt. Bei der QTL-Analyse beider Populationen wurden in der Kreuzungspopulation LASKO x ALAMO für das Ährenschieben sechs QTL, für die Wuchshöhe vier QTL, für den DON-Gehalt ein QTL und für die Fusarium-Resistenz vier QTL detektiert. Diese erklärten 8 bis 66 % der phänotypischen Varianz. Für die Population der Kreuzung LASKO x TRIMESTER wurden jeweils zwei QTL für Ährenschieben, ein QTL für Wuchshöhe und zwei QTL für Fusarium-Resistenz gefunden, die 3 bis 41 % der phänotypischen Varianz erklärten. Andere QTL-Studien bei Weizenpopulationen zeigten ähnlich hohe Effekte. Der Einsatz molekularer Marker zur Erhöhung der Selektionseffizienz dürfte in naher Zukunft möglich sein, gentechnologische Methoden zur Fusariumresistenz und Toxinverminderung sind in der Entwicklung. Bei Triticale wurden bisher weder komplette genetische Karten publiziert, noch sind QTL-Studien zu Fusariumresistenz oder DON bekannt. Die Züchtung auf Resistenz gegen Ährenfusariosen ist aufwändig, da die Resistenz durch mehrere Gene vererbt wird und mehrfach im Züchtungsverlauf Resistenzprüfungen mit Inokulation erforderlich sind. Günstig ist die additive Genwirkungsweise, so dass sich unterschiedliche Resistenzgene von verschiedenen Eltern kombinieren lassen. Rekurrente Selektionsprogramme, phänotypische und markerbasierte Selektion sind bereits effektive Methoden in der Pflanzenzüchtung, um eine weitere Verbesserung der Resistenz gegen Ährenfusariosen zu züchten und die Mykotoxinbelastung von Triticale zu reduzieren. Die Ergebnisse dieser Doktorarbeit sind für die weitere Nutzung in der Züchtung resistenter Sorten sehr vielversprechend. K1 Fusarium K1 Fusarium culmorum K1 Triticale K1 QTL K1 Genkartierung K1 Deoxynivalenol PP Hohenheim PB Kommunikations-, Informations- und Medienzentrum der Universität Hohenheim UL http://opus.uni-hohenheim.de/volltexte/2011/577