Extending the rapeseed gene pool with resynthesized Brassica napus II: Heterosis

Hybrid breeding relies on the combination of parents from two differing heterotic groups. However, the genetic diversity in adapted oilseed rape breeding material is rather limited. Therefore, the use of resynthesized Brassica napus as a distant gene pool was investigated. Hybrids were derived from crosses between 44 resynthesized lines with a diverse genetic background and two male sterile winter oilseed rape tester lines. The hybrids were evaluated together with their parents and check cultivars in 2 years and five locations in Germany. Yield, plant height, seed oil, and protein content were monitored, and genetic distances were estimated with molecular markers (127 polymorphic RFLP fragments). Resynthesized lines varied in yield between 40.9 dt/ha and 21.5 dt/ha, or between 85.1 and 44.6% of check cultivar yields. Relative to check cultivars, hybrids varied from 91.6 to 116.6% in yield and from 94.5 to 103.3% in seed oil content. Mid-parent heterosis varied from −3.5 to 47.2% for yield. The genetic distance of parental lines was not significantly correlated with heterosis or hybrid yield. Although resynthesized lines do not meet the elite rapeseed standards, they are a valuable source for hybrid breeding due to their large distance from present breeding material and their high heterosis when combined with European winter oilseed rape

Resynthesized oilseed rape (Brassica napus L.) as a new genepool for hybrid breeding

Hybridsorten bei Winterraps zeigen bis zu 20 % höhere Kornerträge und eine höhere Ertragssicherheit als konventionelle Sorten. Die Anbaufläche von Hybridsorten nimmt daher in Europa ständig zu. Da der Hybrideffekt auf der gegenseitigen Ergänzung von genetisch unterschiedlichen Genotypen beruht, ist es für die Hybridzüchtung wünschenswert, zwei genetisch divergente Genpools als Ausgangsmaterial zur Verfügung zu haben. Als mögliche Genpools kommen einerseits das angepasste Winterrapsmaterial und andererseits, aufgrund ihrer genetischen Verschiedenheit, Sommerraps oder asiatische B. napus - Formen in Betracht. Doch erschwert die unzureichende Winterhärte dieser Herkünfte ihre Nutzung für die Entwicklung von Sorten für den europäischen Markt. Langfristig eröffnet daher die Verwendung von "resynthetisiertem" Raps aus künstlichen Kreuzungen zwischen Kohl und Rübsen die Möglichkeit, die genetische Variation zu erweitern und genetisch divergente Genpools zu entwickeln. Resynthetisierter Raps ist besser an europäische Klimabedingungen angepasst als Sommerraps oder asiatische Rapslinien, zeigt allerdings im Vergleich zu angepasstem Winterraps-Zuchtmaterial eine deutlich geringere Leistung im Ertrag und anderen agronomischen Eigenschaften. Aufgrund der großen genetische Diversität kann er aber für die Hybridzüchtung in Kombination mit ertragreichem konventionellem Material in Zukunft von Interesse sein. Die genetische Variation von 142 resynthetisierten Rapsformen wurde nach Auswertung von 129 RFLP-Markern mit einer weltweiten Kollektion von 57 Rapssorten verglichen. Dieses Sortiment stellte eine repräsentative Stichprobe des weltweit verfügbaren Zuchtmaterials dar. Durch Clusteranalysen konnten mit Winterraps-, Sommerraps und chinesische Rapsformen drei genetisch divergente Hauptgruppen im Zuchtmaterial identifiziert werden. Die meisten Resynthese-Linien zeigten eine große genetische Distanz sowohl zu heutigen Zuchtsorten als auch untereinander. Die grössten genetischen Distanzen zu Winterraps wiesen Resyntheseformen auf, die aus Kreuzungen zwischen asiatischen Rübsen und/oder asiatischen Kohlformen hervorgegangen sind. Hybriden aus Kreuzungen von 50 resynthetisierten Linien mit den beiden Rapssorten Express und Falcon wurden gemeinsam mit ihren Eltern in einem zweijährigen Feldversuch an fünf Standorten in Deutschland auf ihre Leistung geprüft. Die Resynthesen erzielten im Mittel Erträge von 63% der mitgeprüften Standardsorten. Im Gegensatz zu den im Anbau befindlichen Rapssorten wiesen die resynthetisierten Rapsformen hohe Glucosinolatgehalte im Schrot und hohe Anteile von Erucasäuregehalte im Samenöl auf. Die Testkreuzungen übertrafen das Elternmittel im Kornertrag um durchschnittlich 23% mit einer Spannweite zwischen 0 und 47%. Die besten Hybriden erreichten das Ertragsiveau von konventionellen Hybridsorten. Ein weiteres Ziel der Arbeit war es, die Vorhersagbarkeit der Heterosis aufgrund von Informationen zur genetischen Distanz zwischen den Elternlinien zu untersuchen. Es konnte keine Korrelation zwischen den genetischen Distanzen der Eltern hinsichtlich molekularer Marker und der Heterosis oder der agronomischen Leistung der Hybriden beobachtet werden. Im Gegensatz hierzu zeigte sich mit r=0,63 eine enge Beziehung zwischen der allgemeinen Kombinationseignung der Resyntheselinien und dem Ertrag der Testkreuzungen. Eine Kombination der gca- Effekte mit den Distanzwerten der Eltern zeigte nur eine geringfügige Verbesserung der Beziehung zwischen erwarteter und tatsächlicher Hybridleistung. Die teilweise hohen Heterosiswerte lassen erwarten, dass Resynthesen erfolgreich als Komponenten für Hybridsorten eingesetzt werden können. Voraussetzung hierfür ist jedoch die weitere Verbesserung der agronomischen Leistung der Resyntheselinien für wichtige Eigenschaften unter Beibehaltung einer möglichst grossen genetischen Distanz zu Winterraps

Novel Approach for In Vivo Detection of Vulnerable Coronary Plaques using Molecular 3-T CMR Imaging with an Albumin-Binding Probe

Objectives This study sought to investigate the potential of the noninvasive albumin-binding probe gadofosveset-enhanced cardiac magnetic resonance (GE-CMR) for detection of coronary plaques that can cause acute coronary syndromes (ACS). Background ACS are frequently caused by rupture or erosion of coronary plaques that initially do not cause hemodynamically significant stenosis and are therefore not detected by invasive x-ray coronary angiography (XCA). Methods A total of 25 patients with ACS or symptoms of stable coronary artery disease underwent GE-CMR, clinically indicated XCA, and optical coherence tomography (OCT) within 24 h. GE-CMR was performed approximately 24 h following a 1-time application of gadofosveset-trisodium. Contrast-to-noise ratio (CNR) was quantified within coronary segments in comparison with blood signal. Results A total of 207 coronary segments were analyzed on GE-CMR. Segments containing a culprit lesion in ACS patients (n = 11) showed significant higher signal enhancement (CNR) following gadofosveset-trisodium application than segments without culprit lesions (n = 196; 6.1 [3.9 to 16.5] vs. 2.1 [0.5 to 3.5]; p < 0.001). GE-CMR was able to correctly identify culprit coronary lesions in 9 of 11 segments (sensitivity 82%) and correctly excluded culprit coronary lesions in 162 of 195 segments (specificity 83%). Additionally, segmented areas of thin-cap fibroatheroma (n = 22) as seen on OCT demonstrated significantly higher CNR than segments without coronary plaque or segments containing early atherosclerotic lesions (n = 185; 9.2 [3.3 to 13.7] vs. 2.1 [0.5 to 3.4]; p = 0.001). Conclusions In this study, we demonstrated for the first time the noninvasive detection of culprit coronary lesions and thin-cap fibroatheroma of the coronary arteries in vivo by using GE-CMR. This method may represent a novel approach for noninvasive cardiovascular risk prediction