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Julius Kühn-Institut
Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen
Rudolf-Schick-Platz 3a
18190 Groß Lüsewitz
zl@we dont want spamjki.bund.de

Literatur

Hackauf B.; Stojałowsksi S.; Wortmann H.; Wilde P.; Fromme F.J.; Menzel J.; Korzun V.; Wehling P.: (2009) Minimierung des Mutterkornbefalls im Hybridroggen durch Ansätze  der Präzisionszüchtung. Journal für Kulturpflanzen 61(1): 15-20. ISSN 0027-7479

Hackauf B.; Truberg B.; Wortmann H.; Fromme F.J.; Wilde P.; Menzel J.; Korzun V.; Stojałowski S.: Minimizing Ergot Infection in Hybrid Rye by a SMART Breeding Approach. In: Feldmann F, Alford D V, Furk C: Crop Plant Resistance to Biotic and Abiotic Factors (2009), 439-450; ISBN 978-3-941261-05-1; © Deutsche Phytomedizinische Gesellschaft, Braunschweig, Germany

Poster

Entwicklung und Bewertung aktueller und innovativer Ansätze der Pflanzengenetik und -züchtung

Umsetzung innovativer Ideen in der Ressortforschung - SMART Breeding für gesunden Roggen -

Der Befall von Ähren mit Mutterkorn bei Brot- oder Futterrroggen stellt eine potenzielle gesundheitliche Gefahr für Mensch und Tier dar. Die Minimierung des Mutterkorn-Befalls im Erntegut ist daher ein wichtiges Ziel moderner Roggenzüchtung. Ein wirksamer Schutz gegen Mutterkorn-Befall ist eine gute Bestäubung der aufblühenden Ähren mit befruchtungsfähigem Pollen.

Die Nutzung des vollständig entschlüsselten Reisgenoms als “Blaupause” für das Roggengenom eröffnet innovative Möglichkeiten, um in gezielter Weise Selektionsmarker für züchterisch wichtige Merkmale zu entwickeln und anzuwenden. Diese Strategie wird auch als Präzisionszüchtung oder SMART Breeding (SMART = Selection with Markers and Advanced Reproductive Technologies) bezeichnet.

Roggenähre mit Mutterkorn-Befall
Roggenähre mit Mutterkorn-Befall [JKI, Bernd Hackauf]

Bestimmte Abschnitte der 12 Chromosomen von Reis (oben) haben mit Bereichen der 7 Chromosomen des Roggens (rechts, s. Farbcodierung) evolutionär konservierte Abfolgen von DNA-Sequenzen und Genen. Die Genvariante für hohe Pollenschüttung liegt auf einem Abschnitt von Roggenchromosom 4R. Dieser Abschnitt ist evolutionär verwandt mit einem vollständig sequenzierten Abschnitt auf Reischromosom R2. Aus der DNA-Sequenz von R2 werden Marker entwickelt, die als Selektionsmarker für den 4R-Abschnitt im Roggen funktionieren.

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LINKS: Das Muster der DNAMarkerfragmente in der Keimlingsanalyse (s. Rahmen) verrät, dass die erwachsene Pflanze später keinen Pollen bilden wird. -> hohes Mutterkornrisiko. RECHTS: Zusätzliche DNA-Markerfragmente zeigen, dass die Pflanze zur Zeit der Blüte Staubbeutel (Antheren) mit viel Pollen ausbilden wird. -> geringes Mutterkornrisiko

Vorbereitung von Roggen-Keimlingen für die DNAMarkeranalyse im Labor.
Eintüten von Roggenähren auf dem JKI-Versuchsfeld in Groß Lüsewitz zur Durchführung kontrollierter Kreuzungen für Versuchszwecke.

Es gelang uns, über diesen Ansatz der vergleichenden Genomanalyse im Erbgut von exotischen Roggenformen eine Genvariante einzugrenzen, die eine hohe Pollenschüttung Während der Blütezeit bedingt und so die Ähren vor einem Befall mit Mutterkorn schützt. Am Julius Kühn-Institut werden molekulare Diagnose-Marker entwickelt, die es erlauben, in kurzer Zeit unter vielen tausend Keimlingen jene präzise aufzuspüren, welche die schützende Genvariante tragen. Mit Hilfe dieses genetischen Diagnoseverfahrens kann die wertvolle Genvariante nun effizient für die Züchtung mutterkornarmer Roggensorten genutzt werden.