Entwicklung eines In-vitro-Resistenztests für den Erreger des Schwarzrostes (<em>Puccinia graminis</em> ssp. <em>graminicola</em>) an Deutschem Weidelgras (<em>Lolium perenne</em> L.) und molekulare Charakterisierung eines dominanten Resistenzgens

Autor/innen

  • Katrin Beckmann Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen

Abstract

Schwarzrost, verursacht durch Puccinia graminis ssp. graminicola, ist zunehmend ein Problem in der Grassamenproduktion Deutschlands. Höhere Sommertemperaturen und mildere Winter haben die Ausbreitung und Befallsstärke von Schwarzrost in Vermehrungsbeständen in den letzten Jahren stark ansteigen lassen. Schwarzrostinfektionen, die zu hohen Ertragsausfällen und zu verminderter Qualität des Erntegutes führen, sind auf Grund fehlender resistenter Sorten nur durch kostenintensive prophylaktische Fungizidmaßnahmen zu verhindern. Der damit sinkende Deckungsbeitrag der Grassamenproduktion veranlasst viele Landwirte, auf den Anbau anderer Kulturarten auszuweichen. Auf Grund der Witterungsabhängigkeit der Schwarzrostepidemien und damit einhergehender saisonaler Unterschiede im Infektionsdruck ist es nicht in jedem Jahr möglich, auf Schwarzrostresistenz im Feld zu bonitieren. Daher sollte eine effiziente Möglichkeit der witterungsunabhängigen Selektion zur Entwicklung resistenter Sorten gefunden werden. Ein Blattsegmenttest für Schwarzrostresistenz bei Lolium perenne wurde entwickelt, der einfach in der Anwendung ist und die Möglichkeit einer sicheren und kostengünstigen Schwarzrostbonitur auch außerhalb der Saison bietet. Seine Ergebnisse waren in hohem Maße reproduzierbar und zeigten trotz erschwerter Datenerfassung im Feldversuch erste Hinweise auf eine gute Übereinstimmung mit den Feldbonituren. Geprüft wurden 340 Prüfglieder einer im Blattsegmenttest für Schwarzrostresistenz 1:1 aufspaltenden Familie über zwei Jahre an drei Orten mit jeweils zwei Wiederholungen. Auf Grundlage des Tests konnte eine monogene, dominant ausgeprägte Vererbung der Resistenz für Schwarzrost innerhalb der Familie nachgewiesen werden. Dem zugrunde liegenden Resistenzgen wurde die Bezeichnung LpPg1 gegeben. Die breite Wirksamkeit der LpPg1-vermittelten Resistenz gegenüber unterschiedlichen Schwarzrost-Inokuli ist ein erster Hinweis auf eine gute Beständigkeit und damit lange Nutzungsdauer der Resistenz. Durch molekulare Analysen mit 82 Resistenzgenanalogern (RGA) und 162 Simple Sequenz Repeats (SSR) konnten drei mit LpPg1 gekoppelte SSR-Marker detektiert werden, darunter zwei flankierende Marker, die in Abständen von 2,6 und 6,7 cM zum Resistenzgen kartieren. Diese flankierenden Marker zeigen gemeinsam weniger als 1 % Rekombination zum Resistenzgen und bieten so die Möglichkeit einer effizienten Marker-gestützten-Selektion innerhalb von Rückkreuzungs- oder Pyramidisierungsprogrammen. Zudem weisen die mit dem Resistenzgen gekoppelten Marker auf eine Lage des Resistenzgens auf LG 4 nach Hirta et al. 2006 hin.

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Veröffentlicht

2011-10-25

Ausgabe

Rubrik

Dissertation