Physiological and genetic analyses for the determination of grain number in wheat

Abstract

Blütchengröße und Anzahl sind zwei kritische Kenngrößen zur Verfolgung der Blütenentwicklung und Degeneration in Weizen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden diese beiden Merkmale in den sieben Entwicklungsstadien vermessen, wobei Antheren- und Ovargröße als Maß für die Blütchengröße verwendet wurde. Das Trockengewicht der Ähre zum Zeitpunkt der Anthese (SDWa) gilt als wichtiger Faktor für die Bestimmung der Kornzahl im Weizen. Zudem haben wir auch den Einfluss der Entfernung von Seitentrieben auf den Prozess des Blüten-Aborts bestimmt und versucht den Einfluss auf die Ähre durch eine erhöhte Assimilat-Partitionierung zu erklären. Darüber hinaus fanden wir einen Zusammenhang zwischen Ovargröße und Kornstellung, was auf eine wichtige Rolle der Ovargröße bei der Bestimmung der Kornzahl. Führten wir eine GWAS von Merkmalen durch, welche mit der Blütchenfruchtbarkeit, der Assimilat-Partitionierung und der Ähren-Morphologie assoziiert sind. Hierdurch sollten genetische Faktoren für die Regulation der Blütchenfruchtbarkeit bestimmt und die genetischen Assoziationen zwischen Assimilat-Verteilung und Ähren-Morphologie evaluiert werden.

Floret size and number are two critical traits for monitoring the floral development and degeneration in wheat, so we measured floret size and number according to the seven stages. Spike dry weight at anthesis (SDWa) is considered as an important factor for the determination of grain number in wheat. Here we found connections between anther and ovary size and SDWa. In addition, we also determined the influence of detillering on the floral abortion process and tried to explain the influence by increased assimilate partitioning to the spike. Moreover, we found an association between ovary size and grain setting, suggesting an important role of ovary size in the determination of grain number per spike/spikelet. After the physiological analysis of floret size and number, we conducted the GWA mapping of traits associated with floret fertility, assimilate partitioning and spike morphology to assess genetic factors for the regulation of floret fertility and its genetic associations between assimilate distribution and spike morphology.