Identifikation des Mehltauresistenzlocus Rpv10 für die Rebenzüchtung

Abstract

Ein neuer Resistenzlocus (Rpv10) gegen den Erreger des Falschen Mehltaus an der Rebe (Plasmopara viticola) konnte für die gezielte Nutzung in der Rebenzüchtung erschlossen werden. Die Untersuchungen erfolgten an einer Kreuzungspopulation zwischen dem Zuchtstamm Gf.Ga-52-42 und der Sorte ‘Solaris’ mit 265 F1-Individuen. Über SSR-Markeranalysen wurde eine genetische Karte der Kreuzungspopulation erstellt. Die Varianz der Plasmopara-Resistenz innerhalb der Population wurde durch die Verwendung des Blattscheibentests ermittelt. In den QTL-Analysen ergaben sich bei der Verrechnung der phänotypischen Resistenzdaten mit der genetischen Karte zwei starke QTLs auf den Kopplungsgruppen (LGs) 09 und 18. Der QTL auf LG 09 wurde von ‘Solaris’ in die Kreuzungspopulation eingebracht und erklärt bis zu 50 % der phänotypischen Varianz. Dieser neue, als Rpv10 benannte Resistenzlocus stammt ursprünglich aus der asiatischen Wildart Vitis amurensis. Durch die Neuentwicklung Locus-spezifischer SSR-Marker anhand der Referenzgenomsequenz erfolgte eine Feinkartierung des Rpv10-Locus. Der resultierende QTL-Locus weist ein Konfidenzintervall (1-LOD) von nur noch 0,5 cM in der MQM-Analyse auf. Der korrespondierende Bereich zwischen den QTL flankierenden Markern entspricht 79 kb auf der 12x PN40024-Referenzgenomsequenz. In dieser Region sind ein RGA mit NBS-LRR-Motiv, ein Ethylen-sensitiver Transkriptionsfaktor, ein Protein mit Ankyrin-Domäne sowie eine mutmaßliche Ribonuclease als potentielle Kandidatengene annotiert. Bei dem zweiten starken QTL auf der LG 18 handelt es sich um den bei ‘Regent’ erstmals beschriebenen Rpv3-Locus. Die Genotypen der Kreuzungspopulation, welche sowohl den Rpv3 als auch den Rpv10 Locus aufweisen, zeigen eine signifikant erhöhte Resistenzausprägung. Dies weist auf einen additiven Effekt durch die Pyramidisierung der beiden Resistenzloci hin. Um den Rpv10-Locus in weiteren genetischen Ressourcen zu identifizieren wurden 94 Sorten und Zuchtstämme mit V. amurensis im Stammbaum mit Locus-spezifischen Markern getestet. Dabei konnten 22 Sorten als Resistenzträger ermittelt werden, die in der Resistenzzüchtung als Rpv10-Donor eingesetzt werden könnten. Bei dieser Untersuchung zeigte sich auch, welche SSR-Marker sich am besten für die Verwendung in der markergestützten Selektion (MAS) eignen. Die molekularen Marker zeigten zudem, dass ‘Severnyi’ und nicht wie irrtümlich in der Literatur angenommen ‘Zarya Severa’ ein Großelternteil von ‘Solaris’ ist, über den die Resistenz von V. amurensis eingebracht wurde.Rpv10, a new locus originating from the Asian wild species Vitis amurensis mediates resistance against downy mildew on grapes caused by Plasmopara viticola. This locus was newly identified using a population derived from a cross between grapevine breeding strain Gf.Ga-52-42 and cultivar ‘Solaris’ consisting of 265 F1-individuals. A genetic map of the cross-population was constructed using SSR-Markers and all individuals were screened for downy mildew resistance. Quantitative trait locus (QTL) analysis revealed two major QTL on linkage groups (LGs) 09 and 18. ‘Solaris’ inherited the resistance related locus on LG 09 explaining up to 50 % of the phenotypic variation in the population. This locus, named Rpv10, was further restricted by adding newly developed locus-specific SSR markers. A minimum one-LOD confidence interval of 0.5 cM was achieved in MQM analyses. The region within the flanking markers spans a distance of 1.6 cM corresponding to 79 kb in the 12x reference genome sequence of PN40024. One resistance gene analogue (RGA) of the NBS-LRR type, an ethylene-responsive transcription factor, an ankyrin-like protein and a probable ribonuclease are annotated within this range to be considered as putative candidates for mediating resistance. The major QTL on LG 18 transmitted by Gf.Ga-52-42 is identical to the Rpv3 locus known from ‘Regent’ and ‘Bianca’. The F1 sub-population which contains the Rpv3 as well as the Rpv10 locus showed a significantly higher degree of resistance indicating additive effects by pyramiding of resistance loci. Furthermore, the marker data revealed ‘Severnyi’ as the descent responsible for introgression of the V. amurensis resistance in ‘Solaris’ contradicting the previously assumed derivation. Genetic resources having a V. amurensis background were screened for the Rpv10 genotype. Twenty-two out of ninety-four varieties were identified providing the Rpv10 locus which can potentially be used for implementing the locus into the further breeding progress. This screening also revealed the most suitable SSR-markers for a reliable identification of the Rpv10 locus in marker assisted breeding (MAS)

    Similar works