Breeding for resistance to insect-transmitted viruses in barley – an emerging challenge due to global warming

Abstract

Vor dem Hintergrund längerer Perioden mit höheren Temperaturen im Herbst und im Winter ist künftig von einer zunehmenden Bedeutung insektenübertragener Viren auszugehen, wie es die vorliegenden Untersuchungen zum Auftreten von Barley yellow dwarf virus und Wheat dwarf virus in Mitteldeutschland belegen. Dabei zeigte sich u. a. eine deutliche Beziehung zwischen der Anzahl Infektionstage im Herbst und dem BYDV-Auftreten in der Wintergerste im darauffolgenden Frühjahr. In Klimakammeruntersuchungen zum Einfluss der Temperatur auf die BYDV-Übertragung wurden 10°C als Temperaturgrenze ermittelt, bis zu der eine Virusübertragung durch Rhopalosiphum padi erfolgt. Die ersten Ergebnisse zur Pyramidisierung von Ryd2, Ryd3 und eines QTL aus der Sorte ‘Post’, der auf Chromosom 2H lokalisiert ist, mittels molekularer Marker und DH-Linien zeigen, dass Linien mit 3 bzw. 2 Resistenz-/Toleranzgenen eine deutliche geringere Symptomausprägung und einen verringerten Virustiter aufweisen. Dabei hat der QTL auf Chromosom 2H im Vergleich zu Ryd3 und Ryd2 einen deutlich geringeren Effekt. Die genetische Basis der WDV-Toleranz ist sehr eng. Lediglich die Sorte ‘Post’ wies in den Infektionsversuchen im Freiland ein ausreichendes Toleranzniveau auf. Untersuchungen an Populationen doppelhaploider Linien lassen auf eine polygene Vererbung dieser Toleranz schließen.Due to global warming longer periods of higher temperature in autumn and winter are expected which may result in an increasing importance of insect-transmitted viruses. Investigations carried out in Saxony-Anhalt from 1998 to 2008 on the incidence of Barley yellow dwarf virus (BYDV) and Wheat dwarf virus (WDV) revealed a clear relation between the number of infection days in autumn and the BYDV-attack in winter barley fields in the following spring. In additional experiments carried out in growth chambers under controlled conditions it turned out that 10°C is the minimum temperature for an efficient transmission of BYDV by Rhopalosiphum padi. In order to enhance the level of resistance to BYDV, Ryd2, Ryd3 and a QTL derived from the cultivar ‘Post’ located on chromosome 2HL were combined using DH-lines and molecular markers. Concerning symptom expression and virus extinction first results indicate a reduction in those lines combining especially Ryd2 and Ryd3. Concerning WDV extensive screening programmes were conducted, but tolerance was only detected in cv. ‘Post’. First results of genetic analysis using DH-lines give hint that this tolerance is inherited in a quantitative manner

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