Charakterisierung der Virulenz einer Braunrost-Feldpopulation (Puccinia triticina f. sp. tritici) und Nachweis effektiver Braunrostresistenzgene in Weizen (Triticum aestivum)

Der B raunrost (Puccinia triticina f. sp. tritici) verursacht als weltweit verbreiteter E rreger in Weizen E rtragsverluste von bis zu 60 %. Um Mindererträge zu verhindern, werden in Weizen B raunrostresistenzgene, sogenannte Lr-Gene, genutzt. Diese Lr-Gene vermitteln zumeist vertikale R esistenz, die von einzelnen I solaten überwunden werden kann. Für die Züchtung braunrostresistenter Sorten ist die Kenntnis effektiver R esistenzgene Voraussetzung. I m Jahr 2010 wurde daher der natürliche Befall in einem Feldversuch zu drei unterschiedlichen E ntwicklungsphasen bonitiert. Dazu wurden nah-isogene-Linien (NILs), welche 37 Lr-Gene im genetischen Hintergrund der Sorte T hatcher und A kzessionen, die 6 Lr- G ene enthalten, genutzt. B ei T hatcher-NILs mit den R esistenzgenen Lr2a, Lr9, Lr19, Lr22a, Lr23, Lr24, Lr35, Lr38 und -Lr49 wurde ein signifikant geringerer Befall mit Puccinia triticina als in der anfälligen R eferenzsorte T hatcher beobachtet. Die G ene Lr13, Lr16, Lr37 und Lr46 wiesen keine Befallsunterschiede zur Sorte T hatcher auf. A lle weiteren untersuchten Lr-Gene zeigten bei einzelnen B oniturterminen bzw. auf einzelnen der untersuchten B lattetagen signifikante Unterschiede zur Sorte Thatcher. Um die Virulenz- /Avirulenzeigenschaften von Puccinia triticina-Isolaten aus der Feldpopulation zu untersuchen, wurden von im Feldversuch getesteten NIL s Puccinia triticina-Isolate gewonnen. Mit diesen wurden B lattsegmente der NIL s inokuliert und die E ffektivität einzelner R esistenzgene mikroskopisch analysiert. Sowohl in den B lattsegmenttests als auch nach natürlichem B efall im Feldversuch 2010 erwiesen sich die NILs mit den R esistenzgenen Lr9, Lr19, Lr24 und-Lr38 als am resistentesten. A ls teilweise resistent stellte sich die NIL-Lr3a heraus. Durch die mikroskopische A uswertung konnte die Infektionsentwicklung und pflanzliche Abwehrreaktionen vor der A usbildung makroskopischer Symptome wie Uredosporenlager oder hypersensitiven Flecken analysiert werden. A n Hand der von Puccinia triticina ausgebildeten Haustorienmutterzellen wurde zum E inen gezeigt, welche R esistenzen bereits überwunden sind und, ob I solate vorhanden sind, die zukünftig zum Zusammenbruch von Resistenzen führen können und zum A nderen, dass noch vor dem E ntstehen typischer Symptome mit geringem A ufwand durch Mikroskopie anfällige von resistenten Pflanzen unterscheidbar sind.