Auf der Suche nach dem Vernalisations-Locus in Kümmel (Carum carvi) mittels Genotyping by Sequencing

Autor/innen

  • Daniel von Maydell Julius Kühn Institute (JKI) – Federal Research Centre for Cultivated Plants, Institute for Breeding Research on Horticultural Crops, Quedlinburg, Germany. https://orcid.org/0000-0001-7674-1559
  • Jens Keilwagen Julius Kühn Institute (JKI) – Federal Research Centre for Cultivated Plants, Institute for Biosafety in Plant Biotechnology, Quedlinburg, Germany. https://orcid.org/0000-0002-6792-7076
  • Heike Lehnert Julius Kühn Institute (JKI) – Federal Research Centre for Cultivated Plants, Institute for Biosafety in Plant Biotechnology, Quedlinburg, Germany.
  • Thomas Berner Julius Kühn Institute (JKI) – Federal Research Centre for Cultivated Plants, Institute for Biosafety in Plant Biotechnology, Quedlinburg, Germany.
  • Frank Marthe Julius Kühn Institute (JKI) – Federal Research Centre for Cultivated Plants, Institute for Breeding Research on Horticultural Crops, Quedlinburg, Germany.

DOI:

https://doi.org/10.5073/JfK.2022.11-12.06

Schlagworte:

Gartenbauliche Kultur, Apiaceae, Umbelliferae, Marker-gestützte Selektion (MAS), reproduktives Merkmal, Mendel

Abstract

Kümmel (Carum carvi) kann in zweijährige und einjährige Blühtypen unterteilt werden. Zweijährige benötigen einen Kältereiz für die Blühinduktion, während Einjährige keinen Vernalisationsbedarf haben. Aufgrund der besseren Integration in die Fruchtfolge und der geringeren Produktionskosten wird der Anbau Einjähriger als vorteilhaft angesehen. Die verfügbaren einjährigen Sorten weisen jedoch ein unzureichendes Ertragspotential und einen zu geringen Ätherischölgehalt auf. Der zweijährige Genpool enthält wertvolle genetische Diversität, die durch Kreuzungen auf den einjährigen Genpool übertragen werden kann. Laut Literatur zeigen F1-Pflanzen aus Kreuzungen zwischen ein- und zweijährigen Blühtypen ein uniform einjähriges Blühverhalten. Resultierende F2-Populationen zeigen ein Mendelsches 3:1-Verhältnis zwischen einjährigen und zweijährigen Blühtypen. Dies deutet auf eine monogenetische Vererbung der Vernalisation beim Kümmel mit dominanter Einjährigkeit hin.

Nach Kreuzungen zwischen ein- und zweijährigen Blühtypen kann das rezessive Allel für die zweijährige Blüte über mehrere Generationen im Zuchtmaterial verbleiben. Daher wäre ein genetischer Marker, der mit dem Vernalisations-Locus assoziiert ist, vorteilhaft, um das rezessive Allel in einem Selektionsschritt zu entfernen. Um Marker zu identifizieren, die mit dem Vernalisations-Locus assoziiert sind, wurden Genotyping by Sequencing (GBS)-Daten zu 70 zweijährigen und 67 einjährigen Blühtypen genutzt. Case-Control-Studien und populationsgenetische Studien wurden durchgeführt. Insgesamt wurden 60 gemeinsame Marker gefunden, die signifikant mit dem Vernalisationsbedarf assoziiert waren. Für 19 Marker wurden diagnostische Marker entwickelt. Diese könnten in Zukunft genutzt werden, um rezessive Allele in segregierenden Populationen zu detektieren.

Veröffentlicht

2022-12-01