Brassica - Wildarten als neue genetische Ressource für die Rapszüchtung
Wild species of Brassica as a new genetic resource for rapeseed breeding
von Tobias Jesske
Datum der mündl. Prüfung:2011-07-21
Erschienen:2011-12-14
Betreuer:Prof. Dr. Heiko C. Becker
Gutachter:Prof. Dr. Heiko C. Becker
Gutachter:PD Dr. Rod Snowdon
Gutachter:Prof. Dr. Elke Pawelzik
Dateien
Name:jesske.pdf
Size:3.06Mb
Format:PDF
Description:Dissertation
Zusammenfassung
Englisch
The genetic base in the material which is available in rapeseed breeding is very limited in comparison with other crops such as wheat or maize which are used for a very long time by humans. Reasons for this are on the one hand that rapeseed (Brassica napus) is a crop in which plant breeding plays a larger role only since a few decades and on the other hand that Brassica napus is phylogenetically a very young species. But to permanently ensure a successful breeding, greatest possible genetic diversity is essential in the breeding material.Because rapeseed is an amphidiploid species that originated from a spontaneous hybridization between turnip rape (Brassica rapa, A-genome) and cabbage (Brassica oleracea, C-genome), it is possible to produce artificial crosses between the two parental species to establish new resynthesized rapeseed lines. Such lines can be used to find new alleles which can be of interest for rapeseed breeding. For the production of resynthesized rapeseed as C genome parent nearly always vegetable types of cabbage were used. But there are especially in the Mediterranean area, a number of Brassica oleracea wild types and closely related Brassica species which can potentially be used as parents for resynthesized rapeseed lines. These species show a large genetic variation. Their breeding potential is so far largely unexploited.The aim of this project was to make the genetic diversity of these wild species available for rapeseed breeding for the first time by using them as parent for the production of resynthesized rapeseed lines. Based on AFLP marker analysis it could be shown that resynthesized rapeseed lines created with Brassica oleracea wild types or wild species, usually show a much greater genetic distance to adapted rapeseed breeding material as resynthesized rapeseed lines created with vegetable forms. The agronomic characteristics of resynthesized rapeseed lines were investigated in field trials. As expected the per se performance of the resythesized lines was bad. But they showed a very wide variation in terms of their quality determining ingredients. Furthermore, test crosses were created with two adapted male sterile winter rapeseed varieties. In yield testings, these test crosses achieved an amazing good performance. Overall, the results of this work show, that the resynthezised rapeseed lines can be very interesting for use in rapeseed breeding especially those that were created with Brassica wild species.
Keywords: rapeseed; Brassica napus; Brassica oleracea; Brassica wild species; aflp; genetic resource; genetic distances; resynthesized rapeseed; test hybrids; glucosinolates; fatty acids; rapeseed breeding
Weitere Sprachen
Die genetische Basis des für die Rapszüchtung zur Verfügung stehenden Rapsmaterials ist im Vergleich zu anderen Nutzpflanzen wie z.B. Weizen oder Mais, die schon seit langer Zeit vom Menschen genutzt werden, eng begrenzt. Dies resultiert einerseits daraus, dass der Raps (Brassica napus) erst seit wenigen Jahrzehnten eine größere Rolle in der Züchtung spielt und andererseits eine entwicklungsgeschichtlich sehr junge Art ist. Um auf Dauer aber eine erfolgreiche Züchtung gewährleisten zu können, ist eine möglichst große genetische Diversität im Zuchtmaterial nötig.Da Raps eine amphidiploide Art ist, deren Ursprung in einer spontanen Kreuzung von Rübsen (Brassica rapa, A-Genom)) und Kohl (Brassica oleracea, C-Genom) liegt, lassen sich durch artifizielle Kreuzung dieser beiden Ursprungseltern neue resynthetisierte Rapsformen erstellen. Derartige Resynthesen können genutzt werden, um neue züchterisch interessante Allele zu finden. Für die Erstellung von Resyntheseraps wurden als Brassica oleracea- Elter bisher fast ausschließlich Gemüseformen eingesetzt. Neben diesen gibt es aber vor allem im mediterranen Raum noch eine ganze Reihe von Brassica oleracea-Wildformen und nah verwandten Brassica-Arten, die potentiell für die Erstellung von Resynthesen genutzt werden können. Diese Arten zeigen eine hohe genetische Diversität. Ihr züchterisches Potential ist bisher weitgehend ungenutzt.Ziel dieses Projektes war es, die genetische Diversität der Wildarten über ihre Verwendung als Elter für die Erstellung von resynthetisiertem Raps erstmals für die Pflanzenzüchtung nutzbar zu machen. Anhand von AFLP-Markeranalysen konnte gezeigt werden, dass Resynthesen die mit Brassica oleracea-Wildformen bzw. Brassica-Wildarten erstellt wurden, in der Regel eine deutlich größere genetische Distanz zum angepassten Rapszuchtmaterial aufweisen als Resynthesen die mit Gemüseformen erstellt wurden. Die agronomischen Eigenschaften der Resynthesen wurden in Feldversuchen untersucht. Dabei fiel die Eigenleistung der Resynthesen erwartungsgemäß schlecht aus. Sie zeigten aber eine sehr große Variationsbreite hinsichtlich ihrer qualitätsbestimmenden Inhaltsstoffe. Desweiteren wurden Testkreuzungen mit zwei angepassten Winterraps-Testern erstellt. In Leistungsprüfungen erzielten diese Testkreuzungen erstaunlich gute Leistungen. Insgesamt zeigen die Ergebnisse dieser Arbeit, dass Resynthesen, insbesondere solche, die mit Brassica-Wildarten erstellt wurden, sehr interessant für den Einsatz in der Rapszüchtung sein können.
Schlagwörter: Raps; Brassica napus; Brassica oleracea; Brassica-Wildarten; AFLP; genetische Ressource; genetische Distanzen; Resynthese; Test-Hybriden; Glucosinolate; Fettsäuren; Rapszüchtung