Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Molekulargenetische Charakterisierung von Apfelgenotypen der Deutschen Genbank Obst mittels eines optimierten SNP Marker Arrays |
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| Beschreibung (dt.): | Molekulargenetisch sind 954 Apfelgenotypen der Deutschen Genbank Obst (DGO) sowie 80 Vergleichssorten aus dem internationalen Apfelsortiment mittels eines optimierten SNP Marker Arrays für Apfel mit einer Markeranzahl von mindestens 50.000 Stück zu charakterisieren. Die für die Charakterisierung erforderlichen Blattproben und die für die Zusammenstellung des Marker Arrays notwendigen Informationen werden von der Koordinierungsstelle der DGO dem Auftragnehmer zur Verfügung gestellt. Der Auftragnehmer hat die Proben nach (nahezu) identischen Fingerprints zu sortieren und jedem eine eindeutige Identifikationsnummer zu vergeben. |
| Ergebnis (dt.): | Das Erhebungsvorhaben „Molekulargenetische Charakterisierung von Apfelgenotypen der Deutschen Genbank Obst mittels eines optimierten SNP Marker Arrays“ wurde vom 17.02.2020 bis zum 21.07.2022 von der TraitGenetics Section der SGS Institut Fresenius GmbH im Auftrag des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) durchgeführt und über die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) administriert. Zentrales Ziel des Vorhabens war es, anhand bereitgestellter Blattproben die molekulargenetische Charakterisierung von 954 di- und triploiden Apfelgenotypen der Deutschen Genbank Obst (DGO) sowie weiteren 174 Vergleichssorten aus dem internationalen Apfelsortiment mittels eines optimierten SNP Marker Arrays für Apfel mit einer Markeranzahl von ca. 50.000 Stück vorzunehmen und mögliche Duplikate zu identifizieren. Zur Charakterisierung wurde zunächst ein neuer Array mit 48.138 Marker nach den folgenden Kriterien zusammengestellt: • gute und gleichmäßige Abdeckung des aktuellen Apfelgenoms (HFTH1) • Vergleichbarkeit mit dem 20K Infinium und dem 480K Axiom SNP-Array • Integration von merkmalsbezogenen und mütterlich vererbten SNP Markern • Integration von Malus-Wildartspezifischen Markern Nach der erfolgreichen Extraktion der DNS wurden alle Genotypen zunächst ungeachtet ihrer Ploidiestufe zusammen analysiert. Anhand der Clusteranalyse ausgewählter SNP Marker konnten die Angaben der Koordinierungsstelle der DGO bezüglich der Ploidiestufe überprüft und die Proben anschließend entsprechend geteilt und separat analysiert werden. Die Qualität der Analyse der 950 diploiden Genotypen war sehr hoch. Über 87% der Marker konnten für die molekulargenetische Charakterisierung der Apfelgenotypen empfohlen werden. Die Qualität der Analyse der 178 triploiden Genotypen war nicht entsprechend genau zu erfassen. Anders als bei den diploiden Genotypen gibt es hier vier Allel-Klassen (AAA, AAB, ABB, BBB), wobei die beiden heterozygoten Allel-Klassen nicht immer gut zu trennen waren bzw. es nicht immer eindeutig war, inwiefern diese alle beide Klassen oder nur eine der Klassen repräsentierten. Die Analyse erfolgte mit einem R-Skript, welches die relevanten Qualitätsparameter so nicht ausgibt. Hier muss im Einzelfall die Qualität des Markers anhand einer Balkengrafik abgeschätzt werden. Die Identifizierung der Duplikate bei den diploiden Apfelgenotypen wurde mit dem von SGS IF TG entwickelten Skript zur Haplotypen-Identifizierung durchgeführt. Die Duplikat-Analyse der triploiden Genotypen wurde anhand einer Verwandtschaftsanalyse mit NTSYS vorgenommen. Bei den diploiden Genotypen wurden insgesamt 717 und bei den triploiden Genotypen 126 unterschiedliche Haplotypen identifiziert. Die Ergebnisse der Duplikatanalyse sowie die überarbeiteten Ergebnistabellen wurden der Koordinierungsstelle der DGO übermittelt. Der neue Array bietet ein qualitativ hochwertiges Werkzeug für die reproduzierbare Charakterisierung von Apfelgenotypen. Durch die Einbindung von Markern von den beiden Vorgänger-Arrays 20K Infinium und 480K Axiom können auch bereits vorhandene Datensätze, die mit diesen beiden Arrays erzeugt worden sind, in die aktuellen Analysen mit eingebunden werden. Die öffentliche Verfügbarkeit des neuen Arrays bietet die Chance für eine vielfältige Kooperation bei Forschungs- und Entwicklungsprojekten weltweit und der gemeinsamen Verwertung der Ergebnisse sowie Fortschritte bei der gezielten Koordination von Genbanken zur Erhaltung, Charakterisierung und Evaluierung genetischer Ressourcen. Die im Kontext dieser Studie gewonnenen Daten stellen eine geeignete Referenzdatenbank dar, um zukünftig Echtheitsüberprüfungen bei di- und triploiden Apfelakzessionen durchführen zu können |
| Laufzeit: | Beginn: 17.02.2020 / Ende: 30.06.2022 |
| Ausf. Einrichtung: | TraitGenetics GmbH, Gatersleben |
| Themenfelder: | Biologische Vielfalt, biological diversity |
| Förderprogramme: | Erhebungen |
| Schlagworte: | Pflanzenbau, crop production, Ressourcenschutz, Ressourceneffizienz, resource protection, resource efficiency, Gartenbau, horticulture, Obstbau, fruit production, Genetische Ressourcen, genetic resources, Kernobst, pome, Evaluation, evaluation, Pflanzengenetische Ressourcen, plant genetic resources, Saat- und Pflanzgut, seed and planting material |
| Förderkennzeichen: | 2819BE004 |
| Dokument zum Download: | 2819BE004_Abschlussbericht.pdf (970,5 KB) 2819BE004_Abstract.pdf (17,7 KB) |
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