Introgression von Resistenzgenen gegen <i>Drechslera teres</i> (Netzflecken an Gerste) aus <i>Wildgerste H. vulgare</i> ssp. <i>spontaneum</i> in Kulturgerste <i>H. vulgare</i> ssp. <i>vulgare</i>

Abstract

Dem Erreger der Netzfleckenkrankheit an Gerste, <i>Pyrenophora teres</i>, kommt bei den pilzlich bedingten Blattkrankheiten der Gerste eine immer wichtiger werdende wirtschaftliche Bedeutung zu. Grund hierfür ist vor allem in den letzten Jahren der Einsatz gezielter, erregerspezifischer Fungizidapplikationen, wodurch eine Lücke zur Bekämpfung der Netzfleckenkrankheit entstanden ist. Es wird von durchschnittlichen Ertragseinbußen von bis zu 40 % berichtet (Brandl und Hoffmann 1991). Diese Arbeit nutzt eine neue Resistenzquelle aus <i>Hordeum vulgare</i> ssp. <i>spontaneum</i> gegen <i>P. teres</i> zur Verbesserung der Resistenz von Kulturgersten (<i>Hordeum vulgare</i> ssp. <i>vulgare</i>), um die in der Literatur teils vermutete und beschriebene quantitative Vererbung zu bestätigen sowie mögliche epistatische Effekte zu analysieren. Mit einer BC₂F₂-Testpopulation Arena x BGRC 41923 mit 636 Pflanzen wurden <i>in vitro</i> Resistenztestungen mit dem Isolat 67/1 (Sachs, BBA Braunschweig) des Erregers <i>P. teres</i> durchgeführt. Anschließend erfolgte eine SSR-Marker-Analyse zur Detektion von QRL (Quantitative resistance loci) hinsichtlich dieser Resistenz. Hierzu dienten im ersten Schritt der Analyse die Einzelpflanzen der resistenten und der anfälligen Extrema-Gruppe der Testpopulation, welche durch die <i>Bulked segregant analysis</i> (BSA) nach Michelmore et al. (1991) erstellt wurden und je 15 % der Population widerspiegeln. Im zweiten Schritt erfolgte die Genotypisierung der gesamten Testpopulation mittels der SSR-Marker, welche in der statistischen Verrechung aus der ersten Arbeitsphase Hinweise auf putative QRL ergaben. Zur Verifikation wurden zwei BC₂F₂-Verifikationspopulation Berolina x BGRC 41923 mit 174 Pflanzen und Golf x BGRC 41923 mit 154 Pflanzen sowie eine F₂-Verifikationspopulation Pasadena x BGRC 41923 mit 167 Pflanzen verwendet. Diese Pflanzen wurden mittels der putativen SSR-Marker der Testpopulation im Hinblick auf die QRL analysiert. In der Betrachtung der Einzelgenorte zeigten die Untersuchungen QRL, welche die mittlere Befallsstärke mit <i>P. teres</i> um ca. 50-75 % auf 3,7-8,3 % senkten. Des Weiteren konnten epistatische Effekte zwischen einigen untersuchten Marker-Loci festgestellt werden. Diese führten zu Befallsreduktionen von bis zu 96 % und damit auf eine Befallsstärke unter 1 %. Insgesamt konnten acht QRL für die Resistenz gegen <i>P. teres</i> detektiert werden: Pt BIa (1H, GMS021), Pt BIb (1H, Bmag0347, HVALAAT), Pt BII (2H, HVM36), Pt BIIIa, Bmag0606), Pt BIIIb (3H, EBmac0708), Pt IVa (4H, EBmac0906, HVPDIA), Pt BIVb (4H, EBmac0679) und Pt BVI (6H, HVM74, Bmag0613). Die QRL markierenden SSR-Marker könnten in der Resistenzzüchtung zur markergestützten Selektion eingesetzt werden.

<b>Introgression of resistance genes against <i>Drechslera teres</i> (net blotch diseases on barley) from <i>wildbarley H. vulgare</i> ssp. <i>spontaneum</i> in cultivar barley <i>H. vulgare</i> ssp. <i>vulgare</i></b><br /> The net blotch pathogen of barley, <i>Pyrenophora teres</i>, gains more and more in economic importance among the fungoid foliar diseases of barley. One reason for it is the use of systematic, pathogen specific fungicide applications having caused a gap in the combat of <i>P. teres</i>. Profit cuts of up to 40% on an average are reported (Brandl und Hoffmann 1991). This project uses a new source of resistance derived from a wild form of barley (<i>Hordeum vulgare</i> ssp. <i>spontaneum</i>) against <i>P. teres</i> improving the resistance of cultured barley (<i>Hordeum vulgare</i> ssp. <i>vulgare</i>) in order to confirm the quantitative heredity as it has been partly assumed and described in literature, and to analyse potential epistatic effects and the use of "Bulked segregant analysis" (BSA) according to Michelmore et al. (1991). With a BC₂F₂ test population Arena x BGRC 41923 of 636 plants resistance tests were conducted with the isolate 67/1 (Sachs, BBA Braunschweig) derived from the pathogen. It was followed by an analysis for detection of QRL (Quantitative resistance loci) as to this resistance. As a first step of analysis the individual plants of the resistant and the susceptible extrema group of the test population were used which had been made by BSA and reflected 15% each of the population. In a second step the whole test population was genotyped by means of SSR markers which, based on the statistic allocation of the first stage, gave a reference to putative QRL. For verification two BC₂F₂ verification populations, Berolina x BGRC 41923 with 174 plants and Golf x BGRC 41923 with 154 plants, and one F₂ verification population, Pasadena x BGRC 41923 with 167 plants, were used. These plants were analysed by means of the test population's putative SSR marker as to QRL. Analysis of individual gene loci showed QRL which reduced the mean degree of infestation with <i>P. teres</i> by about 50-75% to 3.7-8.3%. Additionally, epistatic effects as a result of interactions between some of the examined marker loci were noticed. These led to a reduction of infestation by up to 96% and thus to an infestation of less than 1%. All in all eight QRL were detected for a resistance against <i>P. teres</i>: Pt BIa (1H, GMS021), Pt BIb (1H, Bmag0347, HVALAAT), Pt BII (2H, HVM36), Pt BIIIa, Bmag0606), Pt BIIIb (3H, EBmac0708), Pt IVa (4H, EBmac0906, HVPDIA), Pt BIVb (4H, EBmac0679) und Pt BVI (6H, HVM74, Bmag0613). The SSR markers of these QRL could be used in resistance breeding for a marker assisted selection.