Charakterisierung der Phytophthora infestans Resistenz der Kulturkartoffel (Solanum tuberosum) anhand des Genpools des Julius Kühn-Instituts

Abstract

Die Produktion der Kartoffel, als eine wichtige Nahrungsquelle, hat vor allem durch die Kraut- und Knollenfäule jährlich hohe Ertragseinbußen. Trotz intensiver Forschungs- und Züchtungsarbeit gibt es bis heute keine zugelassene Sorte, die eine dauerhafte Resistenz trägt. In der vorliegenden Arbeit wurde herausgearbeitet, welche wilden Verwandten der Kulturkartoffel Resistenzen gegen die Krautfäule tragen und wie diese für die Züchtung zugänglich gemacht werden können. Diese Literaturrecherche ergab, dass 85 Arten ein Resistenzpotential aufwiesen und davon ca. die Hälfte noch nicht näher charakterisiert ist. Zudem wurde erläutert, mit welchen neuen Methoden die Kartoffelzüchtung in Zukunft schneller und effizienter ablaufen kann.
Ein weiteres Ziel dieser Arbeit war die Charakterisierung des JKI Kartoffelgenpools auf seine Krautfäuleresistenz. Dabei zeigte sich bei einer Untersuchung der Stämme auf verschiedene Resistenzgene aus Wildarten, dass einzelne pre-breeding Stämme bis zu vier dieser Resistenzgene tragen. Als weitere Untersuchungen wurden zwei genomweite Assoziationsstudien durchgeführt. Bei ersterer wurden fünf QTL auf den Chromosomen 1, 7, 10 und 11 detektiert, bei der zweiten waren es zwei Marker-Merkmalsassoziationen auf den Chromosomen 9 und 11.
Abschließend wurde untersucht, wie weit die Menge einer organischen Stickstoffdüngung den Befall mit Krautfäule bei Sorten und pre-breeding Stämmen beeinflussen kann. Hier ergab sich, dass dieser Einfluss vernachlässigbar ist. Allerdings waren die Stämme im Gegensatz zu den Sorten in allen Düngestufen kaum bis gar nicht befallen, sodass diese ein großes Potential für die Resistenzzüchtung darstellen.
Die Ergebnisse dieser Arbeit können in der Kartoffelzüchtung genutzt werden, um künftig Sorten mit einer möglicherweise langfristigen Krautfäuleresistenz zu züchten.