Weizen (Triticum aestivum) ist eine der wichtigsten Nutzpflanzen der Welt (676 Millionen Tonnen in 2011) und ist weltweit die führende Quelle von pflanzlichem Eiweiß in Lebensmitteln. Die wichtigsten Produkte von Weizen sind Brot, Pasta und Alkohol.
Rumänien ist die der größte Brotkonsument in Europa mit 97 kg Brot / Person / Jahr , so eine gute Qualität von Weizenmehl ist wichtig. Weizen ist auch eine Futterquelle für die Tierernährung im meinem Land.
Fehlende Auswuchsresistenz bei Weizens ist ein Problem, wenn es eine hohe Feuchtigkeit in der Zeit der Reife gibt, weil die Körner am Halm keimen. Der Nachteil von diesem Schaden ist, dass das Brot von diesem Mehl eine schlechte Qualität hat, z.B. es geht beim Backen nicht auf. Und dieser Weizen ist auch nicht so nahrhaft für die Tiere.
Ziele meiner Arbeiten ist es, QTL (Quantitative Trait Loci) auf chromosomalen Regionen zu finden und die Identifizierung von spezifischen molekularen Markern, die für die Pflanzenzüchtung im Hinblick auf die Auswuchsresistenz genutzt werden können.
Material und Methoden
Elternlinien (rumänische Weizenlinien):
1. Turda 95 sensitive
2. Lovrin 32 sensitive
3. Turda 18-94 resistent
4. Fundulea 29 resistent
DNA Isolierung:
Mit dem Protokoll nach Doyle und Doyle. Als Resultat haben wir DNA frei von Proteinen, Lipiden und RNA.
Die Polymerasekettenreaktion (PCR, Polymerase Chain Reaction):
Mit dieser Methoden wird in 35-45 Zyklen spezifische DNA amplifiziert.
SSR (simple sequences repeats) oder Mikrosatelliten: Molekulare Marker bestehend aus spezifischen PCR-Primern, welche kurze DNA Segmente mit sich wiederholenden Motiven z.B. (CA)n flankieren. Resultieren in der PCR in Markern, welche für genetische Studien verwendet werden können.
QTL (Quantitative Trait Loci) ist ein Gen oder eine chromosomale Region, die eine quantitative messbare Eigenschaft (‚Trait‘) beeinflusst.
QTL Analyse:
Phänotypische Daten:
Messungen eines quantitativen Merkmales, z.B. Korngröße, Korngewicht, etc.
In meiner Arbeit betrifft es die Auswuchsresistenz des Weizens bei hoher Feuchtigkeit
Genotypischen Daten:
Markerdaten meiner Kartierungspopulation in meiner Forschung, die mit SSR (single sequence repeats) Markern mit ALF express analysiert werden
ALF (Automated Laser Fluorescent) Analyse
Eine Methode, bei der ein Primer Fluoreszenz-markiert ist. Der Laser erkennt diese Fluoreszenz -markierten DNA-Fragmente und macht sie als Signale sichtbar.
Ergebnisse
Von 418 getesteten SSR Markern waren 54 polymoph auf meinen vier Weizenlinien.
12 Linien von je drei unterschiedlichen F2-Populationen (Kreuzungen) wurden getestet mit diesen 54 polymorphen Markern.
Turda 95 (sensitiv) X Turda 18-94 (resistent) hatte die höchste Anzahl von segregierenden Markern. Daher wurde diese Kreuzung für die weitere genotypische und phänotypische Analyse ausgewählt.
Derzeit sind 120 F2-Nachkommen-Pflanzen der Kreuzung Turda 95 x Turda 18-94 im Gewächshaus gepflanzt und sollen für weitere QTL-Kartierungs-Analysen verwendet werden.
Diskussionen und Perspektiven
• Die Elternlinien werden mit weiteren SSR Marker analysiert.
• Die 54 polymorphen Marker werden für die Analyse der Kartierungspopulation Turda95 x Turda 18-94 verwendet.
• Die phänotypische Analyse der Population Turda 95 x Turda 18-94 wird durchgeführt, wenn der Weizen reif ist.