Genetische Variation und Vererbung des Phytosterolgehaltes im Raps (<i>Brassica napus L.</i>)

Abstract

Die Verbesserung der Öl- und Proteinqualität beim Raps (Brassica napus L.) ist eine wichtiges Ziel aktueller Züchtungsprogramme. Rapssamen weisen einen im Vergleich zu anderen Ölsaaten hohen Gehalt an Phytosterolen und Sinapinsäureestern auf. Phytosterole werden auf Grund ihrer cholesterolsenkenden Wirkung für die Herstellung von entsprechend angereicherten funktionellen Lebensmitteln benutzt. Sinapinsäureester führen dagegen zu einer dunklen Verfärbung des Rapsextraktionsschrots und zu einem bitteren Geschmack, welches die Verwendung des Schrots in der Tierernährung begrenzt. Eine Erhöhung des Phytosterolgehaltes im Öl und eine Verringerung des Sinapinsäureestergehaltes im Schrot könnten zu einer erhöhten Wertschöpfung des Rapsöls und Rapsschrots in der Nahrungs- und Futtermittelindustrie führen. Vorrangige Forschungsziele dieser Arbeit waren die Untersuchung der genetischen Variation des Phytosterolgehaltes und die Identifizierung von "Quantitative Trait Loci" (QTL) für Phytosterol- und Sinapinsäureestergehalt. Außerdem sollte eine Nah Infrarot Reflektions-Spektroskopische (NIRS) Kalibrierung für eine effiziente Bestimmung des Phytosterolgehaltes in Rapssamen entwickelt werden. Die varianzanalytische Verrechnung von Feldversuchsergebnissen von drei verschiedenen doppelthaploiden (DH) Populationen zeigte eine große genetische Variation mit überwiegendem Genotypeinfluss auf den Phytosterolgehalt. Eine Korrelation zwischen dem Phytosterolgehalt und anderen qualitätsbestimmenden Merkmalen konnte nicht festgestellt werden. Eine der DH-Populationen segregierte für den Gehalt an Erucasäure im Samenöl; hier war der Phytosterolgehalt und der Sinapinsäureestergehalt negativ korreliert mit dem Erucasäuregehalt. Zwei von den insgesamt drei QTL für Phytosterolgehalt kartierten in dieser Population innerhalb der Konfidenzintervalle der beiden Erucasäuregene, was auf einen pleiotropen Effekt der Erucasäuregene auf den Phytosterolgehalt hindeutet. In der gleichen Population wurden insgesamt sechs QTL für den Sinapinsäureestergehalt identifiziert. Auch hier kartierten die zwei QTL mit den größten additiven Effekten innerhalb der Konfidenzintervalle der beiden Erucasäuregene. Dies kann möglicherweise auf Konkurrenz um plastidäres Phosphoenolpyruvat zurückzuführen sein, welches eine gemeinsame Vorstufe für die de novo Synthese von Fettsäuren und Sinapinsäureester ist. Die entwickelte NIRS Kalibrierung kann in Züchtungsprogrammen, die auf einen erhöhten Phytosterolgehalt beim Raps zielen, eingesetzt werden