Genomweite Assoziationsstudie zur Identifizierung von Loci für juvenile und adulte Trockentoleranz der Gerste

Abstract

Die vorliegende Dissertation beinhaltet eine genomweite Assoziationsstudie zur Trockentoleranz in Gerste mit Hilfe von DArT-Markern. Es wurden phänotypische Untersuchungen im Keimlings-, Sämlings- und adultem Stadium durchgeführt. Die Populationsstruktur der diversen Kollektion bestehend aus Wildgersten, Landrassen und Kultivaren wurde untersucht und das Ausmaß des Linkage Disequilibriums (LD) betrachtet. Die Gerstenkollektion hat ein schnell abfallendes LD, schon innerhalb des ersten Centimorgans. Ihre Populationsstruktur ist komplex und beruht auf der Trennung von Wild- und Kulturgersten, zwei- und sechszeiligen Genotypen sowie verschiedener Herkünfte. Es zeigte sich ein komplexes Zusammenspiel der einzelnen potentiell Trockentoleranz determinierenden Merkmale. Hervorzuheben sind die unterschiedlichen Wurzelsysteme der Wild- und Kulturgersten. Wildgersten haben geringere Wurzelgewichte, dafür lange Wurzeln, Kulturgerste höhere Gewichte aber kürzere Wurzeln. Ein Teil der Loci für Wurzelmerkmale stimmte mit denen einer anderen Assoziationsstudie in einer mehrheitlich aus Wildgersten bestehenden Population überein. Diese Loci sind potentiell wertvoll für die weitere Züchtung. Von allen 211 identifizierten Loci stimmten insgesamt 137 mit anderen DArT-Marker-Studien, überein. Es wurden außerdem Loci gefunden, für die möglicherweise Dehydrine die ursächlichen Gene darstellen. Weiterhin wurden Loci identifiziert, die mit in QTL-Intervallen liegenden SSRs in Beziehung stehen können. Einige Loci waren mit dem Ertrag in mehreren Studien in sehr unterschiedlichen genetischen Hintergrund assoziiert. Sie stellen ebenfalls eine nützliche Ressource für die weitere Züchtung dar. Diese Studie bietet eine gute Ausgangsposition für neue Fragestellungen hinsichtlich der Komplexität und des Zusammenwirkens unterschiedlicher Mechanismen zur Trockentoleranz.