Genetik der Mikrosporenembryogenese und der DH-Erstellung bei Raps (Brassica napus L.)

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Wolfgang Ecke
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 194778444

Mikrosporenembryogenese und die darüber entwickelten doppelhalploiden (DH) Linien spielen heute eine große Rolle in der praktischen Züchtung, insbesondere aber auch in der Forschung. Andererseits ist bis heute wenig über die molekularen Prozesse bekannt, die in Mikrosporen während der Induktion der Embryogenese ablaufen oder über die genetischen Faktoren, die das embryogene Potential kontrollieren, d. h. die Neigung der Mikrosporen überhaupt Embryos zu bilden. Das embryogene Potential ist der wesentliche limitierende Faktor der Mikrosporenembryogenese und kann sich stark zwischen Genotypen unterscheiden. In einem DFG-Projekt konnten eine Reihe von intervarietalen Substitutionslinien (ISL) von Raps identifiziert werden, die ein bis zu 40x höheres embryogenes Potential als der rekurrente Elter besitzen. ISL werden über mehrfache markergestützte Rückkreuzungen zwischen einem Donor- und einem rekurrenten Elter hergestellt und tragen im genetischen Hintergrund des rekurrenten Elters nur ein oder wenige Genomsegmente des Donors, unterscheiden sich also vom rekurrenten Elter genetisch nur in wenigen, gut definierten Regionen. In dem vorgeschlagenen Vorhaben sollen 4 ausgewählte ISL zusammen mit den Eltern der Linien vertiefend untersucht werden. Dabei sollen zum Einen die molekularen Vorgänge während der Induktion der Embryogenese auf Trankriptomebene mit Hilfe von MACE-Analysen aufgeklärt und Kandidatengene identifiziert werden, die verantwortlich für das erhöhte embryogene Potential der Linien sein könnten. Die Expressionsmuster der Kandidatengene sollen dann mit Hilfe von qRT-PCR-Analysen verifiziert werden. Zum anderen sollen aus einer weiteren Rückkreuzung der ISL neue ISL entwickelt werden, die nur noch einzelne (überlappende Teil-)Segmente der Donorsegmente der Ausgangslinien enthalten, um die Faktoren, die das erhöhte embryogene Potential der Ausgangslinien bedingen, genetisch genau kartieren zu könne. Abschließend sollen die Transkripte aus den MACE-Analysen sowie die Donorsegmente der neuen ISL auf den Genomsequenzen des A- und C-Genoms von Raps kartiert werden, um die Ergebnisse der beiden Untersuchungen miteinander abgleichen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen