Forschungs- und Innovationsprojekt
Genomische Vorhersage des Merkmals Trockenstresstoleranz in Deutschem Weidelgras

5 Chips zur Analyse von SNP-Markern in der Größe von Objektträgern. Diese sind unterteilt in jeweils 24 Analysenfelder, in jedem Analysefeld können mehrere 1.000 bis 10.000 Markerdatenpunkte parallel abgefragt werden. Bei bestimmten Lichteinfall schimmern die Analysefelder in Regenbogenfarben.

Ilumina iSelect SNP-Chips zur Genotypisierung von Pflanzen

Trockentoleranz bei Futtergräsern ist ein komplexes züchterisches Merkmal. Durch eingeschränkte Selektionsmöglichkeiten, wie unregelmäßig auftretende Trockenperioden in natürlichen Selektionsumwelten, räumlich begrenzte Rain-out-Shelterversuche, Gewächshausversuche, die nur bedingt natürliche Gegebenheiten widerspiegeln, ist nur ein geringer Selektionsgewinn zu erwarten. Dies macht das Merkmal Trockentoleranz besonders geeignet für Methoden der genomischen Vorhersage.

Zielsetzung

Bei der genomischen Vorhersage werden, ähnlich wie die Milchleistungsvererbung bei Zuchtbullen, bestimmte Eigenschaften von Pflanzen auf Basis von DNA-Markerdaten vorhergesagt, die zuvor an einem Testsortiment von Pflanzen kalibriert wurden. Bisher standen für Deutsches Weidelgras (Lolium perenne L.) keine für eine genomische Vorhersage ausreichenden Markerressourcen zur Verfügung. Inzwischen existiert jedoch aus Arbeiten der Universität Aberystwyth in Wales, UK ein SNP-Chip (Illumina iSelect), mit dem in einer Analyse ca. 3.600 Markerpunkte abgefragt werden. Eine Datenmenge die für die Berechnung genomischer Vorhersagen ausreichend ist.

Ausgangssituation

Beim untersuchten Pflanzenmaterial handelt es sich um experimentelle Populationen, die aus Kreuzungen zwischen trockenanfälligen und toleranten Pflanzen hervorgegangen sind. Das Material wurde im Rahmen des Projekts „Entwicklung molekurargestützter Selektionsverfahren für Trockentoleranz in Deutschem Weidelgras“ entwickelt und basiert auf der Selektion von Einzelpflanzen mit divergierender Trockenstressantwort im Projekt „Klimawandel Lolium“. Die Kreuzungspopulationen werden aktuell im Projekt DRYeGRASS über zwei Jahre (2017 und 2018) und zwei Orte (Malchow/Poel und Pulling/Freising) phänotypisiert. Im Rahmen dieses Projekts werden zunächst vier Nachkommenfamilien genotypisiert, die jeweils einen Umfang von 140 Individuen besitzen.

Ausblick

Sollte auf dieser Datenbasis eine genomische Vorhersage des Trockenstressverhaltens erfolgreich möglich sein, sollen in einer zweiten Projektphase weitere vier Nachkommenfamilien analysiert werden, um die Vorhersagemodelle weiter zu optimieren. Mittelfristig denkbar ist auch die Ausweitung der Methodik auf andere in Deutschem Weidelgras züchterisch bedeutende Merkmale.
Projektinformation
Projektleitung und -bearbeitung: Dr. S. Hartmann, Dr. P. Westermeier
Projektlaufzeit: 01.01.2018 - 31.12.2019
Finanzierung: Bayerisches Staatministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Förderkennzeichen: K/18/01