Pyramidisierung von QTL im Hinblick auf eine Verbesserung der <em>Barley yellow dwarf virus</em> Toleranz der Gerste und genetische Analyse der Toleranz gegenüber <em>Wheat dwarf virus</em>

Abstract

Das blattlausübertragene Barley yellow dwarf virus (BYDV) und das zikadenübertragene Wheat dwarf virus (WDV) gehören zu den wirtschaftlich wichtigsten Pathogenen im Gerstenanbau, deren Bedeutung infolge der globalen Erwärmung zukünftig weiter steigen wird. Ziel der Arbeit war es einerseits, durch die markergestützte Kombination (Pyramidisierung) der in der Gerste gegen BYDV bekannten Toleranzallele Ryd2, Ryd3 und dem QTL auf Chromosom 2HL der Sorte 'Post' Erkenntnisse über die additive Wirkung dieser Loci zu gewinnen und andererseits die in der Sorte 'Post' nachgewiesene WDV-Toleranz genetisch zu analysieren. Für die Pyramidisierung der Toleranzallele gegen BYDV wurden DH-Linien aus einer Winter- und einer Sommergerstenkreuzung (ohne QTL 2H) erstellt. Diese wurden mit den für die entsprechenden Loci bekannten molekularen Markern genotypisiert und hinsichtlich ihres Toleranzverhaltens (Wuchs- und Ertragsparameter, Viruskonzentration) nach Inokulation mit BYDV-PAV in zweijährigen Feldversuchen an vier Standorten charakterisiert. In beiden Populationen führte die Kombination von Ryd2 und Ryd3 zu einer signifikanten Verringerung des Virusgehaltes (Virusextinktion, DAS-ELISA) und einer deutlich verringerten Infektionsrate gegenüber den genotypisch anfälligen Linien (ryd2/ryd3) und solchen mit den entsprechenden einzelnen positiven Allelen und damit zu einer quantitativen Resistenz gegenüber BYDV. Darüber hinaus konnte in DH-Linien der Sommergerstenkreuzung für die Kombination aus Ryd2 und Ryd3 eine höhere Leistung bei den Ertragsparametern wie dem relativen Kornertrag pro Pflanze, gegenüber den anderen Genotypen nachgewiesen werden. Der QTL auf Chromosom 2H hatte allgemein nur eine geringe Toleranzwirkung. Zur Aufklärung der WDV-Toleranz der Sorte 'Post' wurden zwei DH-Populationen der Kreuzung 'Post' (tolerant) x 'Vixen' (anfällig) zur Phänotypisierung im Feldversuch mit Hilfe von virustragenden Zikaden (Psammotettix alienus) inokuliert und ihre Toleranz durch Wuchs- und Ertragsmerkmale ermittelt. In QTL-Analysen mit den entsprechenden genetischen Kopplungskarten wurden QTL auf den Chromosomen 1H, 2H, 3H und 4H detektiert. Der QTL auf Chromosom 4H ist dabei in beiden Populationen übereinstimmend für die Symptomausprägung und die relative Halmlänge im Bereich des SSR-Markers HVM3 zu finden und erklärt bis zu 32 % der phänotypischen Varianz für diese Merkmale.