Suchergebnis in den Forschungsaktivitäten der Entscheidungshilfevorhaben
| Titel: | Aufklärung von Mechanismen quantitativer Resistenzen im Gerste-Mehltau-Pathosystem als Grundlage zur Züchtung auf dauerhafte Resistenz gegen Blumeria graminis f. sp. Hordei |
|---|---|
| Beschreibung (dt.): | Quantitative Krankheitsresistenzen sind ein entscheidender Faktor einer zukünftigen extensivierten Pflanzenproduktion, mit der hohe Erträge bei bei möglichst geringem Kostenaufwand und damit auch reduzierten Aufwendungen für chemische Pflanzenschutzmittel erzielt werden sollen. Mit dem vorliegenden Projekt wird erstmals eine detaillierte Studie zum Mechanismus der quantitativen Krankheitsresistenz der Gerste erstellt. Ziel dieses Projektes ist es, quantitative Resistenzmechanismen cytologisch zu charakterisieren, um zukünftig gezielt auf diese Mechanismen in praktischen Zuchtgängen selektieren zu können. Die Charakterisierung dieser Resistenzmechanismen wird vorerst an drei Gerstensorten mit abgestufter quantitativer Resistenz und später an DH-Linien durchgeführt, die aus Wildgersten mit neuen quantitativen Resistenzeigenschaften erstellt werden. Die Resistenzmechanismen sollen auch auf gegenwärtigen Zuchtstämmen mit hoher quantitativer Resistenz evaluiert werden. Die cytologische Charakterisierung quantitativer Resistenzen soll dazu dienen, Genotypenmaterial bereitzustellen, mit dem zukünftig PCR-gestützte Marker für dauerhafte Resistenzen erstellt werden können. Damit wird der Aufwand zum Nachweis quantitativer Resistenzen etwa durch cytologische Untersuchungen im Zuchtgang vermieden. |
| Ergebnis (dt.): | Mit diesem Abschlussbericht wird erstmals eine detaillierte cytologische Studie zum Mechanismus der quantitativen Krankheitsresistenz der Gerste erstellt. Es war das Ziel des jetzt abgeschlossenen Projektes, quantitative Resistenzmechanismen mikroskopisch auf der Basis von in unserem Labor neu entwickelter histochemischer Verfahren zu charakterisieren, um damit Hilfsmittel für den Züchter zu erarbeiten, mit denen zukünftig gezielt auf diese Mechanismen in Zuchtgängen selektiert werden kann. Die Charakterisierung der Mechanismen quantitativer Resistenz wurde in den Jahren 2001,2002 und 2003 mit 4 Kulturgersten, 8 Wildgersten sowie im Jahr 2003 an von der Saaten-Union Resistenzlabor GmbH neu erstellten DH Linien aus im Projekt vorselektierten Wildgersteneltern mit abgestufter quantitativer Resistenz unter Verwendung von 5 Isolaten des Gerstenmehltau-Pilzes durchgeführt. Dabei wurden die Resistenzphänotypen mit Hilfe definierter Schemata (Hückelhoven et al. 1999) und unter Einsatz von cytologischen Markersubstanzen detailliert analysiert. Linien mit einem hohen Potential zur Bildung von Papillen und Zelltodreaktionen wurden selektiert. Das zellbiologisch charakterisierte Material kann interessierten Züchtern zur Verfügung gestellt werden. Zudem kann dieses Material dazu dienen, molekulare Marker für quantitative Resistenzmerkmale systematisch auf der Basis von zellbiologisch definierten Merkmalen zu erzeugen. Damit wird der Aufwand zum Nachweis quantitativer Resistenzen im Zuchtgang erheblich reduziert werden können. Die hier vorgelegten Ergebnisse zu quantitativen Mehltauresistenzen sollen dazu dienen, Genotypenmaterial bereitzustellen, mit dem zukünftig PCR-gestützte Marker für dauerhafte Resistenzen erstellt werden können. Damit wird der Aufwand zum Nachweis quantitativer Resistenzen etwa durch cytologische Untersuchungen im Zuchtgang vermieden. Folgende zentrale, anwendungsrelevanten Aussagen können auf Basis der Projektdaten gemacht werden: (1) Es gibt eine relativ große Variabilität in den Typen von Abwehrrektionen. (2) DH Linien zeigen eine hohe Resistenz gegenüber zwei sehr unterschiedlichen Blumeria Genotypen(Rassen) mit stark unterschiedlichen Virulenzspektren). (3) Auffällig sind die hohen Raten von Zelltod—Reaktionen (HR), die nicht erwartet wurden und die auch im Basismaterial nicht beobachtet wurden. (4) Ein sicherer histochemischer Marker für verstärkte quantitative Resistenz ist die Bildung von Wasserstoffperoxid am Befallsort. (5) Die cytologischen Marker sind hoch signifikant Indikativ für die Evaluation von quantitativer Resistenz. Die Ergebnisse machen deutlich, dass das im Projekt erstellte Material aus Sicht der Grundlagenforschung, aber auch unter dem Aspekt "Zuchtmaterial" einen hohen wissenschaftlichen Wert besitzt. Die entscheidende, für alle Anwender wichtige Aussage dieses Projekt ist deshalb die Empfehlung, cytologische Marker in zukünftige Evaluierungsprogramme unbedingt aufzunehmen. Am Ende dieses Projektes können darüber hinaus eine große Menge komplexer Daten für detailliertere Auswertungen zur Verfügung gestellt werden. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.07.2000 / Ende: 30.06.2003 |
| Ausf. Einrichtung: | Institut für Phytopathologie und Angewandte Zoologie Justus-Liebig-Universität Giessen, Gießen |
| Förderprogramme: | Entscheidungshilfebedarf |
| Stichpunkte: | gerste; rassenunspezifische resistenz; mehltau; erysiphe graminis f. sp. hordei; resistenzmechanismen; quantitative resistenz; cytologie; pcr-marker; züchtung; , Pflanzenschutz |