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Titelaufnahme

Titel
Breeding for organic agriculture: resistance to Fusarium head blight in durum wheat for increased food safety / Urša Prah
Weitere Titel
Züchtung für den Biolandbau: Widerstand gegen Ährenfusariosen in Hartweizen für erhöhte Lebensmittelsicherheit
VerfasserPrah, Urša
GutachterBürstmayr, Hermann ; Steiner, Barbara
ErschienenWien, November 2016
UmfangIX, 58 Blätter : Illustrationen, Diagramme
HochschulschriftUniversität für Bodenkultur Wien, Univ., Masterarbeit, 2016
Anmerkung
Zusammenfassung in deutscher Sprache
SpracheEnglisch
DokumenttypMasterarbeit
Schlagwörter (DE)Ährenfusariose, Durumweizen, Triticum durum, Fusarium culmorum, Fusarium graminearum, Mykotoxine, Desoxynivalenol, ökologisch, Fhb1, Rht-B1, Pflanzenhöhe
Schlagwörter (EN)Fusarium head blight, durum wheat, Triticum durum, Fusarium culmorum, Fusarium graminearum, mycotoxins, Deoxynivalenol, organic, Fhb1, Rht-B1, plant height
Schlagwörter (GND)Hartweizen / Ährenkrankheit / Fusarium culmorum / Resistenzzüchtung
URNurn:nbn:at:at-ubbw:1-22020 Persistent Identifier (URN)
Zugriffsbeschränkung
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Breeding for organic agriculture: resistance to Fusarium head blight in durum wheat for increased food safety [2.69 mb]
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Zusammenfassung (Deutsch)

Ein besonders großes Interesse wenn man für den biologischen Landbau züchtet, liegt in der Entwicklung von Sorten mit ausgeprägter Resistenz gegenüber aggressiven Krankheitserregern. Als Pilzerkrankung betreffen Ährenfusariosen alle Getreidearten und verursachen schwerwiegende Ertrags- und Qualitätsverluste, sowie eine Kontamination der Getreidekörner mit Mykotoxinen. Unter einem Befall mit Ährenfusariosen leidet vor allem der Durumweizen (Triticum durum Desf.) überdurchschnittlich stark. Die Resistenzzüchtung im Durumweizen ist aufgrund des Fehlens von passenden resistenten Sorten im tetraploiden Genpool erschwert, weswegen man die Übertragung der Ährenfusariosen Resistenz von hexaploiden Weizensorten in den Durumweizen versucht. In dieser Studie wurde die Introgression des Resistenzlocus Fhb1 aus hexaploidem Weizen in den Durumweizen untersucht. Zwei Populationen von je 100 F7 Linien wurden entwickelt aus Kreuzungen des resistenten Durumweizen DBC-480-1 mit den zwei anfälligen Durumweizensorten, Durobonus und SZD10209K. Die experimentale Linie DBC-480-1 wurde durch markergestützte Rückkreuzung von Fhb1 der Donorlinie Sumai-3 in die Durumsorte Semperdur erstellt. DBC-480-1 zeigt lange Wuchshöhe, die beiden Durumsorten sind hingegen kurzhalmig. Die zwei Kreuzungspopulationen wurden im Feld auf Ährenfusarioseresistenz nach Sprühinokulation mit Fusarium culmorum untersucht, zusätzlich wurde die Pflanzenhöhe erfasst. Die Auswirkung der Allelzustände am Fhb1 Locus und am Locus für Pflanzenhöhe Rht-B1 wurde analysiert. Zusätzlich wurde im Feld der Blühzeitpunkt und der Schweregrad des Gelbrostbefalls bonitiert. Die Studie zeigt, dass der Effekt von Fhb1 von dem genetischen Hintergrund abhängig ist: das Fhb1 Resistenz-Allel zeigte in einer Population eine signifikante Reduzierung des Fusariumbefalls, in der anderen Population jedoch konnte kein eindeutiger Effekt detektiert werden. In beiden Populationen war die Pflanzenhöhe hoch negativ mit dem Auftreten von Ährenfusariosen korreliert und wurde signifikant durch den Rht-B1 Locus beeinflusst. Das Rht-B1b Kurzstroh-Allel wirkte sich stark auf den Schweregrad der Ährenfusariosen aus. Der Blühzeitpunkt korrelierte nur in einer Population signifikant mit der Fusariumbefallsstärke und scheint von den vorherrschenden Witterungsverhältnissen während der Blüte verursacht.

Zusammenfassung (Englisch)

One of the main concerns when breeding for organic agriculture is creating cultivars with good resistance to aggressive pathogens. Fusarium head blight (FHB) is a fungal disease that affects all cereals and causes severe yield and quality losses as also mycotoxin contamination of the grain. Durum wheat (Triticum durum Desf.) especially, suffers from above average FHB attack. Since breeding for resistance in durum wheat is impeded by the lack of suitable resistant cultivars in tetraploid wheat, a major focus lies on transferring FHB resistance from hexaploid wheat to durum wheat. In this study, the introgression of the hexaploid FHB resistance quantitative trait locus Fhb1 into durum wheat was assessed. Two populations of 100 F7 recombinant inbreed lines (RILs) were developed from crosses of the resistant and tall durum line DBC-480-1 with two susceptible and short durum wheat cultivars Durobonus and SZD1029K, respectively. DBC-480-1 was obtained by marker-assisted backcrossing of Fhb1 from the donor line Sumai-3 into the durum wheat cultivar Semperdur. The two RIL populations were grown in the field and evaluated for FHB resistance after spray inoculation with Fusarium culmorum and for plant height. The effect of the segregating alleles at the Fhb1 locus and the plant height controlling locus Rht-B1 was analyzed for these two traits. The alleles at these loci were detected in plant material using the molecular markers Umn10 and Barc147 associated with Fhb1, and allele specific markers for Rht-B1a (wild-type allele) and Rht-B1b (semi-dwarf allele). Additionally, flowering date and severity of stripe rust were recorded in the field. In this study we showed that the effect of Fhb1 was dependent on the genetic background: Fhb1 resistance allele significantly reduced FHB severity in one population while showing no significant effect in the other population. In both populations plant height was negatively correlated with FHB severity, and was significantly affected by the Rht-B1 locus. Rht-B1b semi-dwarfing allele was found to have a strong effect on increasing FHB severity. Although flowering date was significantly correlated with FHB resistance in one population; it seems to be affecting FHB severity due to the climatic conditions occurring at the flowering time.