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Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.25673/1936
Title: Association genetics of biomass development under drought stress using high-throughput phenotyping in barley (Hordeum vulgare L.)
Author(s): Dhanagond, Sidram
Advisor(s): Graner, Andreas
Mohler, Volker
Granting Institution: Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
Issue Date: 2017
Extent: 1 Online-Ressource (179 Seiten)
Type: Hochschulschrift
Exam Date: 06.02.2017
Language: English
Publisher: Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt
URN: urn:nbn:de:gbv:3:4-19408
Abstract: Eine diverse Kollektion aus 100 zweizeiligen Sommergersten wurde für die Biomasseentwicklung unter Trockenstress auf einer bildgebenden Hochdurchsatzphänotypisierungsplatform (HTP) in drei unabhängigen Experimenten untersucht. Der Trockenstress wurde so appliziert, dass er eine saisonale Frühjahrstrockenheit imitiert, die während der vegetativen Entwicklung auftritt. Dem schloss sich eine Erholungsphase an, in der die Pflanzen wiederbewässert wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass Biomassewachstum ein zeitlich dynamischer Prozess ist, der durch Trockenstress beeinflußt wird und die finale Biomasse reduziert. Die genomweite Assoziationsstudie (GWAS) unter Nutzung von 9k iSelect SNP-Daten zeigte, dass in den verschiedenen Entwicklungsstadien die Biomasse durch unterschiedliche QTL reguliert wird. Insgesamt wurden 13 Biomasse-QTL deketiert, die meisten davon spezifisch für entweder die Trockenstressperiode oder die Erholungsphase. Fünf der Biomasse-QTL co-lokalisierten mit bekannten Blühgenen, was den Einfluss der Phänologie auf die Biomasse aufzeigt. In einer weiteren Versuchsreihe wurde für eine Auswahl aus 26 Akzessionen der Einfluss des Trockenstresses auf die Ertragsparameter untersucht. Er reduzierte am meisten den Kornertrag. Ausserdem wurde in Trockenstress- und in Normalbedingungen eine positive Korrelation von vegetativer Biomasse zum Kornertrag gefunden.
A diverse set of 100 two-rowed spring barley accessions was phenotyped for biomass development under seasonal drought stress in three consecutive experiments, on an imaging-based high throughput phenotyping (HTP) platform. Drought stress was imposed to mimic seasonal drought occurring during vegetative phase of development. The setup included a recovery period after re-watering. Results show that biomass development is a dynamic process and is affected by drought stress, significantly reducing the final biomass. Genome-wide association studies (GWAS), utilizing 9k iSelect SNP data, showed that different QTLs influence biomass at different developmental stages. In total, 13 biomass QTL were detected; most of them specific either for the drought or the recovery phase. Five biomass QTL co-localized with known flowering time genes, showing the impact of phenology on biomass. In another set of greenhouse experiments, a subset of 26 accessions was evaluated until maturity to estimate the effect of biomass and seasonal drought stress on final yield traits. Drought negatively affected most the grain yield. Further, a positive correlation was observed between vegetative biomass and grain yield in well-watered and seasonal drought conditions.
URI: https://opendata.uni-halle.de//handle/1981185920/8707
http://dx.doi.org/10.25673/1936
Open access: Open access publication
Appears in Collections:Landwirtschaft und verwandte Bereiche

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