Kartierung und züchterische Nutzung neuer Resistenzquellen gegen die pilzlichen Schaderreger Pyrenophora teres f. teres und Puccinia hordei der Gerste (Hordeum vulgare)
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Charakterisierung und Lokalisation von Resistenzen gegen Pyrenophora teres f. teres in den Gerstenlinien “HHOR3073“ und “HHOR9484“ und gegen Puccinia hordei (Otth) in der aus dem ehemaligen Jugoslawien stammenden Landrasse “MBR1012“. Die Netzfleckenkrankeit ist in den vergangenen Jahren im Gerstenanbau verstärkt aufgetreten und der Zwergrosterreger gehört zu den bedeutendsten Krankheiten der Gerste weltweit, so dass die Verbesserung der Resistenz gegen diese Pathogene heute ein wichtiges Zuchtziel in der Gerstenzüchtung darstellt. Im Rahmen dieser Arbeit konnte zunächst eine effektive Versuchsanlage zur sicheren Erfassung der Netzfleckenresistenz unter Feldbedingungen entwickelt werden (Summer-Hill-Trials). Basierend auf dreijährigen und zweiortigen Versuchen mit DH-Linien der Kreuzung Uschi x HHOR3073 und (Post x Viresa) x HHOR9484 ergab sich unter Nutzung dieser Versuchsanlage eine zufriedenstellende Heritabilität der Netzfleckenresistenz (h2=0,80 und h2=0,62) und eine kontinuierliche Variation in der Reaktion auf eine Netzfleckeninfektion. Die DH-Linien wurden zusätzlich im Blattsegmenttest (BST) mit differenzierenden Monokonidiallinien charakterisiert. Basierend auf genetischen Karten mit einer Länge von 705,7 cM (Uschi x HHOR3073) und 1035,8 cM (P x V) x HHOR9484 und entsprechenden phänotypischen Daten konnten in der Population Uschi x HHOR3073 vier Quantitative trait loci (QTL) für die Resistenz unter Freilandbedingungen auf den Chromosomen 2H, 3H und 5H lokalisiert werden. Mit den verschiedenen Isolaten wurden desweiteren im Blattsegmenttest jeweils zwei QTL auf den Chromosomen 3H und 7H und ein Monogen auf Chromosom 7H kartiert. Für die Resistenz unter Freilandbedingungen konnten in der Population (Post x Viresa) x HHOR9484 drei QTL auf dem Chromosomen 5H und 1 QTL auf Chromosom 7H lokalisiert werden und im Blattsegmenttest ein QTL auf Chromosom 3H und zwei QTL auf den Chromosomen 4H und 5H. Untersuchungen zur Zwergrostresistenz an der DH-Population MBR1012 x Scarlett mit dem Isolat I-80 und ergaben eine Segregation von 48 resistenten : 43 anfälligen Linien (χ²1:1 = 0,29), d.h. eine Anpassung an das bei monogener Vererbung erwartete Spaltungsverhältnis von 1R:1S. Unter Anwendung von simple sequence repeats (SSR) und single nucleotide polymorphism (SNP) Markern konnte die aus MBR1012 stammende Resistenz in der telomeren Region des Chromosoms 1HS kartiert werden. Der nächste flankierende Marker wurde 0,8 cM distal (GBS546, GBMS187) und 6,0 cM proximal (GMS21) der Resistenz kartiert. Im Rahmen der Arbeit konnten somit Marker für Resistenzgene und QTL gegen P. teres und P. hordei identifiziert werden, welche geeignet sind die genetische Basis für diese Resistenzen im Sortenmaterial zu erweitern.
The project aimed at the characterization and mapping of resistances against Puccinia hordei (Otth) and Pyrenophora teres f. teres in barley accessions MBR1012 and HHOR3073 and HHOR9484, respectively. Net blotch has become an important disease in the last decades and the leaf rust is one of the most important diseases affecting barley globally. Improving resistance against these pathogens is of prime importance in barley breeding, therefore. As a prerequisite for efficient screening for resistance against P. teres a so-called “summer hill trial” was established. Based on this design of trials and results obtained in 3 years at two locations with the DH-population Uschi x HHOR3073 and (Post x Viresa) x HHOR9484 heritability of net blotch resistance was estimated at h2=0.80 and h2=0.62, respectively and a continues variation to the reaction of net blotch infection was observed. In addition respective DH-lines were analysed in detached leaf assays using differentiating single conidial lines (SCL). Based on genetic maps comprising 705.7 cM (Uschi x HHOR3073) and 1,035.8 cM ((Post x Viresa) x HHOR9484) and corresponding phenotyping data, on four quantitative trait locus (QTL) on chromosomes 2H, 3H and 5H were identified in the population Uschi x HHOR3073. Furthermore, in the detached leaf test two QTL on chromosomes 3H and 7H, respectively and one majorgene on chromosome 7H were mapped. In the population (Post x Viresa) x HHOR9484 three QTL on chromosome 5H and one QTL on chromosome 7H were identified and in the detached leaf test one QTL on chromosome 3H and two QTL on chromosomes 4H and 5H were mapped. For resistance to the leaf rust isolate I-80 in the DH-population MBR1012 x Scarlett a segregation of 48 resistant : 43 susceptible plants (χ²1:1 = 0.29) was observed indicating a monogenic inheritance of resistance. Using simple sequence repeats (SSR) and single nucleotide polymorphism (SNP) markers, the resistance gene in MBR1012 was mapped to the telomeric region of chromosome 1HS. The closest flanking markers for RphMBR1012 are located 0.8 cM distal (GBS546, GBMS187) and 6.0 cM proximal (GMS21). In the frame of these studies markers for major resistance genes and QTL against P. teres and P. hordei were identified suited to broaden the genetic base of resistance to these pathogens in barley breeding.
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