Entwicklung neuartiger intergenerischer Hybriden bei Futtergräsern (Pooideae)

Abstract

In dieser Arbeit wurden intergenerische Kreuzungen zwischen Futtergräsern innerhalb der Unterfamilie Pooideae untersucht, der Schwerpunkt lag hierbei auf den Arten Festuca pratensis, Lolium multiflorum und Dactylis glomerata. Bei der Vorgehensweise wurde unterschieden, ob die Genome der Elternarten zueinander inhomolog oder homöolog sind. Bei Elternarten mit zueinander inhomologen Genomen wurden in verschiedenen Kreuzungskombinationen 9 F1-Hybriden erzeugt, die in hohem Maße steril waren. Zwischen L. multiflorum x D. glomerata konnten aber nach Rückkreuzung mit L. multiflorum 23 BC1-Hybriden und daraus hervorgehend nach erneuter Rückkreuzung mit L. multiflorum 3 BC2-Hybriden produziert werden. Die Fertilität der BC1-und BC2-Hybriden war höher als bei den F1-Hybriden, aber insgesamt gering. Bei den BC2-Hybriden wurde somatische Eliminierung von den D. glomerata Chromosomen beobachtet. Eine kleine intergenerische Translokation im Lolium-Genom, die aus D. glomerata stammte, wurde bei einer BC2-Pflanze mittels Genomischer in situ Hybridisierung (GISH) nachgewiesen. L. multiflorum und F. pratensis haben zueinander homöologe Genome, was in häufiger intergenerischer meiotischer Rekombination bei Hybriden dieser Arten resultiert. Einem neuen Ansatz, balancierte Lolium-Festuca-Hybriden zu erzeugen, wurde in dieser Arbeit nachgegangen. Hierbei war das Ziel die Erzeugung von Pflanzen, deren sämtliche Chromosomen ein symmetrisches Translokationsmuster aufweisen. Eine wichtige Methode war die Antherenkultur, nach dem ersten von zwei Zyklen Antherenkultur hatten die meisten regenerierten Pflanzen aber nur eine sehr geringe Fertilität. Im 2. Zyklus Antherenkultur wurden dann von diesen Regeneraten aus dem 1. Zyklus keine Pflanzen regeneriert. Chromosomen, die das gewünschte symmetrische Translokationsmuster zeigten, konnten mittels GISH nachgewiesen werden.

In this work intergeneric crosses among forage grasses within the subfamily Pooideae were investigated, with the focus on the species Festuca pratensis, Lolium multiflorum and Dactylis glomerata. Depending on the relationship between the genomes of the parental species two groups of hybrids can be distinguished: hybrids between (i) parents with inhomologous genomes and (ii) parents with homoeologous genomes. For parents with inhomologous genomes in different cross combinations 9 F1-hybrids were produced. Although all F1-hybrids were highly sterile, in the combination L. multiflorum x D. glomerata 23 BC1-hybrids were generated after backcrossing with L. multiflorum. 3 BC2-hybrids were produced after another cycle of backcrossing. The fertility of the BC1- and BC2-hybrids was higher than that of the F1-hybrids, but still low. Among the BC2-hybrids somatic elimination of the D. glomerata chromosomes was found. In one of the BC2-plants an intergeneric translocation of a small segment of D. glomerata being present in the Lolium-genome was detected by genomic in situ hybridisation (GISH). For parents with homoeologous genomes, L. multiflorum and F. pratensis, a new strategy to generate balanced hybrids was examined. Since hybrids between these two species frequently show intergeneric meiotic recombination, the aim was to produce plants possessing chromosomes with a symmetrical translocation pattern. Anther culture was an important method to achieve this aim. However, after the first of two cycles of anther culture the fertility of the majority of regenerated plants was very low. From these regenerants originating from the first cycle no plants were regenerated in the second cycle of anther culture. Single Chromosomes showing the desired symmetrical translocation pattern were identified by genomic in situ hybridisation (GISH) in hybrids between L. multiflorum and F. pratensis.