Genetische Untersuchungen zur Vererbung der Überdauerungsneigung (sekundäre Dormanz)

Thema

Rapssamen können lange Zeit im Boden überdauern, keimen dann oft erst nach Jahren und wachsen als Durchwuchsraps in den Folgekulturen. Wenn gentechnisch veränderter Raps angebaut wird, kann es auf diesem Wege in konventionellen Raps-Folgekulturen zu ungewollten Vermischungen kommen.

Ziel dieses Projektes ist es, die Vererbung der Überdauerungsneigung (sekundäre Dormanz ) bei Winterraps zu klären, um die Züchtung von Sorten mit geringer sekundärer Dormanz zu ermöglichen. Der Einfluss von Umweltfaktoren sowie mögliche Zusammenhänge mit wertvollen Sameninhaltsstoffen sollen quantifiziert werden. Um den Züchtungsprozess zu beschleunigen und gezielt auf das Merkmal sekundäre Dormanz hin zu selektieren, sollen molekulare Marker entwickelt und entsprechende Genotypen für die Sortenzüchtung zur Verfügung gestellt werden.

Versuchsbeschreibung

Genotypische Variation des Merkmals "sekundäre Dormanz"

Die genotypische Variation des Merkmals sekundäre Dormanz wird in Voruntersuchungen an Samen von drei verschiedenen Rapspopulationen untersucht. Da enge genetische Korrelationen zu bestimmten Inhaltsstoffen bekannt sind, werden breit angelegte Untersuchungen diesbezüglich vorgenommen. Neben dem Gehalt bestimmter Öle und Proteine werden über spezifische Tests auch die Gehalte an Glucosinolat, den Phytohormonen Absicisin- und Gibberellinsäure sowie einzelner Speicherproteine wie Napin und Cruciferin ermittelt.

Für alle drei Rapspopulationen stehen bereits molekulare Markerkarten zur Verfügung. Für weiterführende Versuche wird diejenige Population ausgesucht, die die engste Kopplung des Merkmals sekundäre Dormanz mit den entsprechenden genetischen Markern aufweist.

Feldversuche an mehreren Orten

Entsprechend der Ergebnisse aus den Voruntersuchungen werden ungefähr 150 bis 280 Linien einer geeigneten doppelhaploiden Population in Feldversuchen auf sekundäre Dormanz und Inhaltstoffe untersucht. Die verschiedenen Linien werden an zwei Standorten über jeweils zwei Jahre angebaut. Folgende Merkmale sollen an den Samen untersucht werden:

• Sekundäre Dormanz: Mit einem an der Universität Hohenheim entwickelten Labortest wird am frischen Erntegut die Fähigkeit zur Ausbildung sekundär dormanter Samen untersucht.

• Samengewicht und Keimblattgröße: Ersteres wird über das Tausendkorngewicht ermittelt. Die Keimblattgröße wird optisch erfasst.

• Sameninhaltsstoffe: Speicherproteine, Phytohormone und weitere Sameninhaltsstoffe werden unter anderem über ELISA , HPLC (Hochleistungsflüssigkeitschromatografie) und NIR (Nah-Infrarot-Reflexions-Spektroskopie) ermittelt.

QTL (Quantitative Trait Loci) - Analyse

Zur genaueren molekulargenetischen Kartierung des Merkmals sekundäre Dormanz werden die über zwei Jahre an jeweils zwei Orten ermittelten Informationen u.a. zu Bestandsentwicklung, Phänologie und Inhaltsstoffen statistisch verarbeitet und in vorhandene molekulare Markerkarten integriert. Dies wird über die QTL-Kartierung erfolgen, die speziell für Merkmale, die von mehreren Genen bestimmt werden (Quantitative Trait Loci (QTL), eingesetzt wird.)

Das Projekt ist Teil des Verbundprojektes „Entwicklung und Überprüfung von Confinement-Strategien für Raps“. Zwischen den Verbundpartnern Universität Hohenheim, Universität Göttingen und dem Julius-Kühn-Institut (JKI) finden Kooperationen auf Ebene der Laboranalytik, der Nutzung von Versuchsflächen und des Datenaustausches für Modellierungen statt.