Next generation breeding tools for chamomile: Evaluating genetic diversity, ploidy variation, and identifying marker-trait associations

Abstract

Die Nutzung von Kamille (Matricaria recutita L.) als Arzneipflanze hat eine lange Tradition und umfasst einen weiten Anwendungsbereich. Die Blütenköpfe von Kamille enthalten eine Vielzahl an medizinisch wirksamen Inhaltsstoffen. Next-Generation Sequenzierungsmethoden (NGS) werden bei den Hauptkulturpflanzen verwendet, um genetische Ressourcen zu erschließen und die Züchtung zu unterstützen. Genotypisierungdurch- Sequenzierung (GBS) wurde bei der Nicht-Modellpflanze Kamille zur Charakterisierung der genetischen Diversität angewandt. Unter Nutzung von den erhaltenen 6495 hochqualitativen SNP-Markern wurden mittels einer genomweiten Assoziationsstudie (GWAS) DNA-Sequenzen identifiziert, die signifikant mit dem pharmazeutisch wichtigen Alpha-Bisabolol-Gehalt assoziiert sind. Die Ploidievariation in der Art Echte Kamille wurde mittels Hochdurchsatz-Durchflusszytometrie untersucht. Di-, tri- und tetraploide Pflanzen wurden identifiziert und in Feldversuchen charakterisiert. Da für das Ernteprodukt bei Kamille keine Samen benötigt werden, könnte Triploidie ein Weg sein, eine sterile Kamillensorte zu erzeugen. Mit einer sterilen Sorte könnte so das Problem gelöst werden, dass Kamillensamen im Boden bis zu 15 Jahre lang nach dem Anbau auskeimen, was den Fruchtwechsel auf den Ackerböden erheblich erschwert und u.a. zur Akkumulation von Kamillenkrankheiten führt.