Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Molekularbiologie

Betreuer: Prof. Dr. Renate Horn



M. Sc. Christina Schumacher
(e-mail: christina.schumacher2017@outlook.com )

Genomweiter Ansatz zur Erfassung der Trockentoleranz bei Kartoffeln (Solanum tuberosum L.)

Mit Hilfe eines aus 34 Sorten bestehenden europäischen Kartoffel-Assoziationspanels, welches basierend auf dem Trockentoleranzindex DRYM nach Trockentoleranz eingestuft worden war, konnten SSR-Marker mit Trockentoleranzbezug identifiziert werden. Die Auswahl der Kandidatengene für die SSR-Marker-Entwicklung erfolgte basierend auf Literaturangaben sowie ausgewählten Transkriptmarkern aus einem vorangegangenen Projekt (TROST). Von den insgesamt 75 polymorphen SSR-Markern zeigten fünf eine Assoziation mit Trockentoleranz. Diese erlaubten eine erste Selektion auf trockenstresssensitive Sorten im Assoziationspanel. Das auf den 75 SSR-Markern basierende UPGMA-Dendrogramm zeigte keine Gruppierung in sensitive und tolerante Sorten. Alle neu entwickelten SSR-Marker, 61 kopplungsgruppenspezifische, publizierte SSR-Primerpaare sowie Marker aus 47 AFLP-Primerpaaren wurden in zwei segregierenden F1-Kartoffelpopulationen (jeweils > 250 Klone) zur Erstellung genetischer Karten für alle 12 Kopplungsgruppen genutzt. Mittels dieser Genkarten sowie der zur Verfügung gestellten Ertragsdaten (Stärkeertrag und gehalt, Knollenfrischgewicht), ausgewählter Transkript- und Metabolit-Daten sowie Daten für einen Trockentoleranzindex DRYM wurden QTL-Analysen durchgeführt. Dabei konnten eine Vielzahl an QTL generiert und trockentoleranzrelevante Bereiche identifiziert werden. Auch ein Zusammenhang von Ertrags-QTL und Enzymen des Kohlenhydratstoffwechsels war feststellbar. Phytohormone wie z. B. Ethylen scheinen zudem eine wichtige Rolle zu spielen. Besonders interessant für weiterführende Trockentoleranz-Untersuchungen bei der Kartoffel könnten die Kopplungsgruppen 2 und 12 sein, auch wenn Gene für das komplexe Merkmal Trockentoleranz auf allen zwölf Kopplungsgruppen vorhanden zu sein scheinen.