Identifikation von Austriebs- und Blühloci im Genom der Weinrebe, zugrunde liegender Kandidatengene sowie genetischer Marker zur Marker-gestützten Selektion

  • Anna Schwandner Julius Kühn-Institut (JKI), Institut für Rebenzüchtung, Siebeldingen

Abstract

Phänologische Merkmale wie Austriebs- und Blühzeitpunkt sind durch die Aktivität einer Vielzahl an Genen innerhalb eines komplexen Kontrollnetzwerks bedingt. Die Ausprägung des Phänotyps wird zusätzlich stark durch Umweltbedingungen beeinflusst, was die genetische Untersuchung dieser Merkmale erschwert. In der vorliegenden Arbeit konnten Quantitative Trait Loci (QTL) für den Austriebszeitpunkt auf den Chromosomen 3, 4, 7 und für den Blühzeitpunkt auf den Chromosomen 1, 4, 7, 8, 14, 17, 18 und 19 in einer biparentalen Kreuzungspopulation der Weinrebe identifiziert werden. Additive Effekte zwischen den einzelnen Loci für den Blühzeitpunkt waren erkennbar. Der QTL auf Chromosom 14 zeigt den größten Einfluss auf die Merkmalsausprägung, er wird als Haupt-QTL für den Blühzeitpunkt in der untersuchten Population angesehen. Durch eine Vergrößerung der biparentalen Kreuzungspopulation, Erstellen einer verbesserten genetischen Karte und QTL-Analyse konnten die Blüh-QTLs im Rebengenom exakter positioniert werden. Bisher sind keine genetischen Marker für die Marker-gestützte Selektion des Blühzeitpunktes in der Rebenzüchtung etabliert. Die Verfügbarkeit solcher Marker würde die zielgerichtete Züchtung später blühender Sorten im Angesicht des Klimawandels, der zu einer Verfrühung der Phänologie führt, ermöglichen. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob SSR-Marker aus den QTL-Bereichen übertragbar sind auf Rebsorten mit verschiedenen genetischen Hintergründen. Als Ergebnis können Marker vorgeschlagen werden, die das Potential zeigen, eine Gegenselektion von früher blühenden Genotypen in Zuchtprogrammen zu ermöglichen. Kandidatengene aus den QTL-Bereichen auf den Chromosomen 7 und 14 wurden genauer untersucht. Sie spielen möglicherweise bei (i) der Regulierung der Blühinduktion und Infloreszenzverzweigung in den Winterknospen, (ii) der Initiierung des Austriebs und der damit verbundenen Differenzierung und korrekten morphologischen Entwicklung von Blättern sowie (iii) der Hemmung des Austriebs durch Aufrechterhaltung der Dormanz im Winter und bei (iv) der Einzelblütenentwicklung nach dem Austrieb eine Rolle.

Veröffentlicht
2019-08-23
Ausgabe
Rubrik
Dissertation