Identifikation von Genen und Indikatoren für Trockentoleranz der Gerste (Hordeum vulgare)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Teilprojektes „Identifikation von Genen und Indikatoren für Trockentoleranz der Gerste (Hordeum vulgare)“ war es, mittels assoziationsgenetischer Verfahren QTLs zu identifizieren, die an der Trockentoleranz der Gerste beteiligt sind. Für diesen Zweck wurden 189 genetisch diverse Sommergersten mittels Genotyping-by-Sequencing (GBS) mit einer großen Anzahl von SNP-Markern genotypisiert. Es konnten 7439 bi-allelische SNPs detektiert werden, von denen 82 % erfolgreich in die physikalische und genetische Karte der Gerste integriert werden konnten. Zusätzlich zu diesem genomweiten Ansatz wurden 17 aus der Literatur bekannte Kandidatengene für Trockentoleranz in einem Set aus 10 Trockenstress-toleranten und 10 anfälligen Genotypen allelspezifisch sequenziert, und eine Reihe von SNPs identifiziert. Für 14 dieser SNPs in 12 Kandidatengenen wurden KASP-Marker entwickelt, mit denen 199 Sommergerste-Genotypen genotypisiert wurden. Um des Weiteren genotypische Unterschiede in der Expression von trockentoleranzassoziierten Gene zu ermitteln, wurden 13 tolerante und 10 anfällige Genotypen mittels Real-Time PCR analysiert. 15 Kandidatengene für Trockenstresstoleranz lieferten für 16 Genotypen (7 tolerante, 9 anfällige) qualitativ gute Ergebnisse. Es wurden signifikante Genotyp- und Behandlungseffekte für die Expression der Kandidatengene nachgewiesen. Signifikante Unterschiede zwischen toleranten und anfälligen Genotypen wurden für die Expression der Gene für C4 1-2 und HSP17.8, P5CS1, HvKABA1 und SS2 detektiert. Für diese Gene zeigten die anfälligen Genotypen im Mittel eine stärkere Expressionszunahme unter Trockenstress als die toleranten Genotypen. Die auf diese Weise generierten genotypischen Daten bilden zusammen mit den phänotypischen Daten der Kooperationspartner die Grundlage für die assoziationsgenetische Identifikation von QTL für Trockenstresstoleranz bei Gerste, welche Eingang in die Modellierungsarbeiten fanden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2014) Genotyping-by-Sequencing (GBS) of a set of diverse spring barley (Hordeum vulgare) accessions. In: Joint EUCARPIA Cereal Section & ITMI Conference, Wernigerode, Germany
Lüders T, Keilwagen J, Wendler N, Himmelbach A, Sharma R, Kilian B, Stein N, Ordon F
