Assoziationsstudie zur Resistenz gegen den echten Gerstenmehltau (Blumeria graminis f.sp. hordei) in einer genetisch diversen Gerstenpopulation (Hordeum vulgare L.)

Abstract

Das obligat biotrophe Pilzpathogen Blumeria graminis f.sp. hordei (Bgh) kann zu beträchtlichen Ertragsverlusten im Gerstenanbau führen. Resistenzgene gegen Bgh sind bekannt und können in zwei Gruppen eingeteilt werden: 1) natürlich vorkommende oder künstlich erzeugte Allele des Mlo-Gens, die einen Funktionsverlust des Gens bewirken, sowie 2) Haupt-Resistenzgene (R), die eine rassenspezifische Resistenz verleihen. Beide Arten von R-Genen sind von einer Vielzahl von Signalstoffen und nachgelagerten Effektoren abhängig, die komplexe Muster von quantitativen Resistenz-Loci beeinflussen können. Das Ziel dieser Doktorarbeit war die Identifizierung von Genen, die eine dauerhafte quantitative, mlo-unabhängige Mehltauresistenz in Gerste bedingen. Im Zuge dieser Arbeit wurden Gersten-Akzessionen identifiziert, die eine starke Resistenzantwort gegen polyvirulente Mehltauisolate aufweisen. Die Analysemethodik der Assoziationsstudie konnte erfolgreich angewendet werden, um Gene zu identifizieren, die im Pathosystem Gerste-Mehltau involviert sind. In dieser Studie wurden 21 signifikant assoziierte Gene identifiziert. Es wurden SNP- und Haplotypmarker entwickelt, die für Selektionsvorgänge in der Züchtung nutzbar sind. Die genetische Kartierung assoziierter Gene und die Kolokalisierung dieser Gene zu Mehltauresistenz-QTLs ermöglichte die gezielte Analyse eines QTL-Intervalls auf Chromosom 5H. In diesem Intervall wurde LSD1 detektiert. Dieses Gen zeigte signifikante Assoziation zu Mehltauresistenz und kolokalisierte mit dem peak Marker des QTLs auf Chromosom 5H. LSD1 zeigte in der funktionellen TIGS-Analyse einen signifikanten Effekt.