Seed longevity and dormancy in wheat (Triticum aestivum L.) - phenotypic variation and genetic mapping

Abstract

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, quantitative vererbte Genorte (Quantitative Trait Loci; QTLs) und Marker-Merkmal-Assoziationen (Marker Trait Associations; MTAs), welche das Merkmal Langlebigkeit und Dormanz von Samen im Weizen kontrollieren. Die Analyse der bi-parentalen ITMI (International Triticeae Mapping Initiative) Population, reproduziert in zwei verschiedenen Vegetationsperioden, führte zur Identifizierung von einem Major- und neun Minor-QTLs für Langlebigkeit von Samen. Für das Merkmal Dormanz wurde ein QTL detektiert. Die Lokalisierung dieses Major-QTLs auf Chromosom 4AL stimmte mit keinem der QTLs für Langlebigkeit überein. Eine Serie von 96 Winterweizen-Akzessionen (Advanced Germplasm Collection) und ein weiterer Satz von 183 Akzessionen bestehend aus Sommer- und Winterweizen (Genebank Collection) führten zum Auffinden von 73 beziehungsweise 340 MTAs für Langlebigkeit von Samen. Von den 340 MTAs wurden 134 nach Langzeit-Kühllagerung, alle übrigen nach experimenteller Alterung detektiert in Genebank Collection. Die Marker-Merkmal-Assoziationen waren mit Ausnahme von Chromosom 4D, welches nicht kartiert war, auf allen Chromosomen verteilt. Die Ergebnisse, erzielt mit langzeit-kühlgelagertem Saatgut, stimmten nur zum Teil mit denen nach experimenteller Alterung überein. Ursächlich könnte eine unterschiedliche Qualität der Samen sein, die während verschiedener Vegetationsperioden produziert wurden. Zudem liegen der Alterung unter kühlen Bedingungen über einen langen Zeitraum und der experimentellen Alterung möglicherweise verschiedene Mechanismen zu Grunde. Für das Merkmal Dormanz wurden 68 (Advanced Germplasm Collection) und 118 (Genebank Collection) MTAs identifiziert. Hinzu kommt ein Major-QTL detektiert in der ITMI Population. Vergleichbar wurden für das Merkmal Auswuchs 32 (Advanced Germplasm Collection) und 193 (Genebank Accessions) MTAs gefunden. Auch für Dormanz und Auswuchs konnte Ko-Linearität zwischen Weizen, Gerste und Reis gefunden werden.