Weidelgräser (Lolium sp.) gehören zu den wirtschaftlich wichtigsten Futtergräsern in Europa. Verschiedene Krankheitserreger stellen eine massive Beeinträchtigung, sowohl für den reinen Masseertrag als auch für die Futterqualität der Weidelgräser, dar. Weiterhin hat ein Krankheitsbefall Auswirkungen auf die Saatgutproduktion, weil befallene Pflanzen nur unzureichend Samen ansetzen. Im Hinblick auf den zu erwartenen Klimawandel stehen dabei Resistenzen gegenüber Schwarzrost, Kronenrost und gegen die Bakterienwelke auf der Agenda. Unser Ziel ist es, Resistenzgene gegen verschiedene Schaderreger in Weidelgras-Zuchtlinien zu kombinieren bzw. Resistenzgene, die gegenüber verschiedenen Rassen eines gegebenen Schaderregers wirksam sind, zu pyramidisieren.

Die Basis dafür bilden molekulare Marker, die für eine markergestützte Selektion der betreffenden Resistenzgene eingesetzt werden können. Für die Entwicklung solcher Marker werden Next-Generation-Sequencing (NGS)-Techniken und bioinformatische Ansätze für große Datensätze genutzt, unter anderem die Massive Analysis of cDNA Ends (MACE) als hocheffektives, transkriptomweites Analyseverfahren für die Detektion von SNPs (single nucleotide polymorphism) und merkmalsspezifischen Transkripten. Die Kombination solcher NGS-Verfahren mit dem genetischen Ansatz der Bulked-Segregant-Analyse ermöglichte uns bereits die Entwicklung eines hocheffektiven und praxistauglichen molekularen Selektionsmarkers für das Schwarzrostresistenzgen LpPg1 in Lolium perenne, welcher direkt für die Züchtung resistenter Sorten eingesetzt werden kann.

Kontakt:
Dr. Brigitte Ruge-Wehling
Florian Haase

Damit ein wertvolles Kurzstrohgen in leistungsstarke Roggensorten eingeführt werden kann, ist eine aufwändige Einkreuzung in Zuchtmaterial erforderlich. Bei dieser züchterischen Arbeit werden neben der gewünschten Genvariante unweigerlich auch andere, unerwünschte Gene aus der exotischen Genressource in das Elitematerial überführt. Derartige Komplexe zwischen erwünschten und unerwünschten Merkmalsgenen können jedoch durch die in jeder Nachkommengeneration natürlich vorkommende Neuordnung ("Rekombination") des Erbgutes aufgebrochen werden. Allerdings tritt diese sogenannte Rekombination insbesondere zwischen eng benachbart liegenden Merkmalsgenen eher selten auf.

Im Rahmen der Deutschen Innovationspartnerschaft Agrar  entwickeln wir ein molekulares Diagnoseverfahren, mit dem das Erbgut umfangreicher Roggenbestände sehr effizient untersucht werden kann. Mit diesem modernen Verfahren ist es schon kurz nach der Aussaat möglich, von allen Kreuzungsnachkommen einen genetischen Fingerabdruck zu erstellen und solche Pflanzen schnell und zuverlässig zu identifizieren, die durch eine Rekombination im Bereich der wertvollen Genvariante charakterisiert sind. Die systematische Auswahl geeigneter Kreuzungspartner ist damit bereits im Labor möglich, so dass diese molekularen Präzisionswerkzeuge  zu einer Beschleunigung des Zuchtfortschritts beitragen.

Kontakt:
Dr. Bernd Hackauf