Untersuchungen zur Variabilität morphologischer Eigenschaften und volatiler organischer Verbindungen von Petersilie (<em>Petroselinum crispum</em> [Mill.] Nyman) in Bezug zu Wirt-Parasit- Interaktionen ökonomisch bedeutender Pathogene...

...sowie Marker-Merkmal-Assoziationen

Abstract

In der vorliegenden Arbeit konnten durch Variabilitätsuntersuchungen innerhalb eines Weltsortiments von 219 Petersilie-Herkünften, welches eine hohe phänotypische und genetische Vielfalt zugrunde legte, wertvolle Ergebnisse erzielt werden. Die Pathogene S. petroselini und P. petroselini zeigten erstmalig in diesem Umfang an Akzessionen Verteilungen im Befall, die auf eine quantitative bzw. qualitative Ausprägung der Resistenzen hindeuteten. Darüber hinaus zeigten S. petroselini und P. petroselini Befallsmuster, welche nicht unerhebliche Beziehungen aufwiesen. Genotypen mit einer nicht verholzten Wurzel bzw. einem verdickten rübenförmigen Wurzelkörper zeigten höhere Gehalte bei den VOCs (E)2-Hexenal, Hexanal, (ß)-Myrcen und Dimethylstyrol. Schwach durch S. petroselini bzw. P. petroselini befallene Herkünfte wiesen höhere Gehalte an (E)2-Hexenal, (ß)-Myrcen, Dimethylstyrol, Hexanal und der nicht identifizierten Substanz a40 auf, was einen Zusammenhang dieser Verbindungen mit den Abwehrreaktionen gegen die genannten Schaderreger möglich erscheinen lässt. Eine Distanzanalyse auf der Grundlage von 205 molekularen Markern führte zur Unterteilung der Kollektion in zwei Cluster. Die Merkmalsstufen von Blattkräuselung, Wurzelverdickung und Wurzelverholzung teilten sich, entsprechend der infraspezifischen Taxa var. crispum und var. tuberosum, fast vollkommen auf die beiden molekularen Distanzcluster auf. Zwischen den Akzessionen der molekulargenetischen Distanzcluster waren nicht unwesentliche Unterschiede in den Wirt-Parasit-Interaktionen von S. petroselini und P. petroselini zu verzeichnen. Die VOCs (E)2-Hexenal, (ß)-Myrcen, Dimethylstyrol, Hexanal und die Substanz a40, die bereits höhere Gehalte bei Herkünften mit niedrigeren Befallsstufen von S. petroselini und P. petroselini bzw. mit typischen Eigenschaften für Wurzelpetersilie aufwiesen, standen auch mäßig bis stark zu den molekularen Distanzclustern in Beziehung. Eine auf der Basis von 42 VOCs durchgeführte Hauptkomponentenanalyse führte zu Clustern, die hinsichtlich der Akzessionen mit den molekulargenetischen Clustern der Distanzanalyse nahezu identisch waren. Eine Untersuchung auf Populationsstruktur führte zu zwei Untergruppen, die sich bezüglich der Akzessionen wie die beiden molekularen Cluster der Distanzanalyse zusammensetzten. Innerhalb einer Assoziationsstudie konnten für die Merkmale Wurzelverdickung, Wurzelverholzung, Blattkräuselung, die Wirt-Parasit-Interaktionen von S. petroselini und P. petroselini sowie 16 VOCs repräsentative molekulare Markerkandidaten aufgestellt werden. Möglicherweise wären einige dieser Marker-Merkmal-Assoziationen in weiteren Analysen zu verifizieren bzw. auch mittels anderer molekularer Techniken zu verfeinern. Eine Auswahl von Landrasse-Herkünften ermöglichte die Einbindung der geographischen Ursprungsregionen der Akzessionen in die Auswertungen. Genotypen aus Nordafrika und dem Balkan ballten sich im molekularen Cluster zwei. Hingegen waren Akzessionen aus dem nahen und mittleren Osten oder angrenzender Gebiete und Westeuropa vermehrt im molekularen Cluster eins zu finden. Herkünfte aus der Balkanregion wiesen deutlich weniger Befall durch S. petroselini und P. petroselini auf. Auffällig höhere Befallswerte durch S. petroselini und P. petroselini zeigten hingegen Genotypen aus dem nahen und mittleren Osten oder  angrenzenden Gebieten. Die Suche nach Resistenzquellen gegen S. petroselini in Petersilie hat zu aussichtsreichen Akzessionen geführt, die in der Resistenz mittels Selektion gesteigert werden konnten. Die Überprüfung der Ausprägung der Resistenz gegen S. petroselini bestätigte quantitative Eigenschaften. Die Beziehungen vor allem von Hexanal, (E)2-Hexenal, (ß)-Myrcen und Dimethylstyrol zur Resistenz gegen S. petroselini sind, ausgehend vom Weltsortiment-Petersilie, auf ähnlich hohem Niveau, teilweise enger, auch in weiteren Feldversuchen auf Resistenz gegen S. petroselini zu finden und machen somit erneut ein Zusammenspiel dieser VOCs mit der Abwehr gegen S. petroselini in ausgewählten Genotypen denkbar. Weiterhin konnte eine effektive Kreuzungsmethodik in Petersilie entwickelt werden, die in Abhängigkeit der zu kombinierenden Eltern hohe Erfolgsquoten erreichen ließ. Unter den gegebenen Versuchsbedingungen, mit dem verwendeten Pflanzenmaterial zeigten sich in Klimakammerversuchen auf Resistenz gegen S. petroselini Wirt-Parasit-Interaktionen, die einem monogendominanten Erbgang der Resistenz gegen S. petroselini entsprechen. Mit der vorliegenden Arbeit wurden aussichtsreiche Ergebnisse aufgezeigt, die eine Basis für anknüpfende Arbeiten bzw. die Nutzung in der Züchtung und schließlich auch für ökonomische und qualitative Verbesserungen mit einhergehender Schonung der Umwelt durch Senkung des Bedarfs an Fungizidanwendungen im Anbau von Petersilie bilden.