Kartierung quantitativ vererbter Eigenschaften einschließlich Brauqualität und Resistenz gegen Krankheiten mit molekularen Markern in Gerste:
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| Veröffentlicht: |
München
Utz, Wiss.
2000
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| Schriftenreihe: | Agrarwissenschaften
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| Beschreibung: | Zugl.: München, Techn. Univ., Diss., 2000 |
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| adam_text | Titel: Kartierung quantitativ vererbter Eigenschaften einschließlich Brauqualität und Resistenz gegen Kra
Autor: Herz, Markus Peter
Jahr: 2000
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1 Einleituno................................................................................................................1
2 UteraturObersicht.................................................................................................2
2.1 Die Komponenten der Brauqualität und ihre Feststellung.................................2
2.2 Molekulare Marker............................................................................................6
2.2.1 RFLP-Marker..........................................................................................6
2.2.2 PCR-basierte Markersyteme..................................................................7
2.2.2.1 Microsatelliten.........................................................................7
2.2.2.2 AFLP-Marker...........................................................................8
2.2.2.3 RAPD-Marker........................................................................10
2.2.2.4 STS-Marker...........................................................................10
2.3 Quantitative Genetik und QTL-Analyse..........................................................11
2.3.1 Grundlagen der QTL-Analyse mit molekularen Markern......................12
2.3.2 Statistische Methoden für die QTL-Analyse mit molekularen Markem. 13
2.3.3 Methoden zur gezielten Anaryse von QTLs..........................................15
2.4 Obersicht Ober QTL-Kartierungen mit genetischen Markem...........................18
3 Material und Methoden ...........................................................................21
3.1 Material...........................................................................................................21
3.1.1 Pflanzenmaterial..................................................................................21
3.1.2 Enzyme und Lösungen........................................................................21
3.1.2.1 Enzyme.................................................................................21
3.1.2.2 Basislosungen.......................................................................22
3.1.3 Materialien und Lösungen für einzelne Arbeitsgange..........................24
3.1.3.1 Lösungen zur DNA-lsoMon..................................................24
3.1.3.2 Puffer für die Elektrophorese und das Btotten.......................24
3.1.3.3 Material für de Sondenmarkierung und das Hybridisieren....24
3.1.3.4 Lösungen für die AFLP-Anatyse............................................26
Inhaltsverzeichnis
3.1.4 Auswahl der RFLP-Sonden..................................................................26
3.1.5 Auswahl der Microsatelliten..................................................................26
3.1.6 Oligonukleotide für die AFLP-Analyse..................................................28
3.2 Methoden........................................................................................................30
3.2.1 Durchführung der Feldversuche...........................................................30
3.2.2 Ermittlung der Merkmalsdaten.............................................................31
3.2.3 DNA-Isolation.......................................................................................33
3.2.4 RFLP^Analyse......................................................................................34
3.2.4.1 Erstellung der Blots...............................................................34
3.2.4.2 Isolation von Plasmid DNA...........................................:........35
3.2.4.3 Sondenmarkierung................................................................36
3.2.4.4 Hybridisation..........................................................................37
3.2.5 Microsatelliten Analyse........................................................................38
3.2.6 Nichtradioaktive AFLP-Analyse............................................................41
3.2.7 Automatische Fragmentanalyse mit Genotyper...................................46
3.2.7.1 Analyse von Microsatelliten...................................................46
3.2.7.2 Analyse von AFLP-Fragmenten............................................47
3.2.8 Datenauswertung.................................................................................49
3.2.8.1 Untersuchung auf gestörte Spaltung.....................................49
3.2.8.2 Erstellung der Kopplungskarte..............................................50
3.2.8.3 Oberprüfung auf Normalverteilung........................................51
3.2.8.4 Korrelationen zwischen Merkmalen.......................................51
3.2.8.5 Varianzanalyse......................................................................52
3.2.8.6 Berechnung der Heritabilität..................................................53
3.2.8.7 QTL^Analyse.........................................................................53
4 Ergebosse.............................................................................................................SS
4.1 Genetische Kartierung....................................................................................55
4.1.1 Polymorphiegrad..................................................................................55
4.1.1.1 MicrosatelWen.......................................................................55
4.1.1.2 RFLP-Marker.........................................................................55
4.1.1.3 AFLP-Marker.........................................................................55
4.1.2 Untersuchung auf gestörte Spaltung....................................................56
Inhaltsverzeichnis
4.2 Erstellung der Kopplungskarte........................................................................57
4.3 Auswertung der Merkmalsdaten.....................................................................60
4.3.1 Überblick über die Merkmalsausprägung.............................................60
4.3.2 Auswertung agronomischer Merkmale.................................................62
4.3.2.1 Halmknicken (brk).................................................................62
4.3.2.2 Verzwergung (dwf)................................................................63
4.3.2.3 Ährenknicken (ebr)................................................................64
4.3.2.4 Fasergehalt (fbr)....................................................................65
4.3.2.5 Ertragsparameter..................................................................66
4.3.2.6 Zeitpunkt des Ährenschiebens (heim, hdj).............................68
4.3.2.7 Lagerneigung (Idg)................................................................70
4.3.2.8 Halmlänge (Ing).....................................................................72
4.3.2.9 Wassergehalt im Korn (mst)..................................................74
4.3.2.10 Reifezeitpunkt (rpg)...............................................................75
4.3.2.11 Blattflecken (spt)....................................................................76
4.3.2.12 Stärkegehalt (sre)..................................................................77
4.3.2.13 Tausendkomgewicht (tgw)....................................................78
4.3.3 Auswertung von Resistenz gegen Krankheiten....................................80
4.3.3.1 Resistenz gegen echten Mehltau (Erysiphe graminis) (pml). 80
4.3.3.2 Befall mit Rhynchosporium secalis (rhy)...............................82
4.3.3.3 Befall mit Netzflecken (nbl)....................................................83
4.3.4 Auswertung der Merkmale für Malzqualität..........................................84
4.3.4.1 Vergleich der verschiedenen Malzungsverfahren..................84
4.3.4.2 Endvergarungsgrad (apt)......................................................86
4.3.4.3 Kochfarbe (cd)......................................................................87
4.3.4.4 Extraktdifferenz (dex)............................................................88
4.3.4.5 Feinextraktgehalt (fex, mex)..................................................89
4.3.4.6 Friabilimeter (frb)...................................................................91
4.3.4.7 Beta-Glucangehalt in der Würze (gwr)..................................92
4.3.4.8 Kolbachindex (kix, kiw)..........................................................93
4.3.4.9 Mahlwiderstand (mem, men).................................................95
4.3.4.10 Löslicher Stickstoff (sin, nwr).................................................97
4.3.4.11 Der pH-Wert (phw)................................................................99
Inhaltsverzeichnis
4.3.4.12 Komproteingehalt (prt, prb).................................................100
4.3.4.13 Malzproteingehalt (prm, pro)...............................................102
4.3.4.14 Unmodifiziertes Korn (umg).................................................104
4.3.4.15 Viskosität der Würze (vis, viw).............................................105
4.3.4.16 Wassergehalt im Kom (wrb)................................................107
4.3.4.17 Wassergehalt im Malz (wrm)...............................................108
4.3.4.18 Komgrößenanteilüber2,5mm(x25)...................................109
4.3.4.19 Komgrößenanteil über 2,8 mm (x28)...................................111
4.3.4.20 Hektolitergewicht (hlw)........................................................114
4.3.5 Korrelationen von Malzqualität und agronomischen Merkmalen........115
4.4 QTL- Kartierung............................................................................................115
4.4.1 Kartierung von QTLs für agronomische Eigenschaften......................115
4.4.1.1 Halmknicken........................................................................115
4.4.1.2 Verzwergung.......................................................................116
4.4.1.3 Komgrößenanteil 2,2 mm..................................................117
4.4.1.4 Wassergehalt im Kom.........................................................117
4.4.1.5 Zeitpunkt des Ährenschiebens............................................118
4.4.1.6 Ertragsparameter................................................................119
4.4.1.7 Lagerneigung......................................................................120
4.4.1.8 Halmlänge...........................................................................120
4.4.1.9 Stärkegehalt........................................................................121
4.4.1.10 Tausendkomgewicht...........................................................122
4.4.2 Resistenz gegen Krankheiten............................................................123
4.4.2.1 Befall mit Mehltau................................................................123
4.4.2.2 Befall mit Rhynchosporium secalis......................................124
4.4.2.3 Befall mit Netzflecken..........................................................124
4.4.2.4 Blattflecken..........................................................................124
4 4.3 Kartierung von QTLs für Malzqualitatseigenschaften.........................125
4.4.3.1 Parameter der Komanalyse.................................................125
4.4.3.2 Proteolytische Parameter....................................................127
4.4.3.3 Cytolyösche Parameter.......................................................129
4.4.3.4 Amytotytische Parameter.....................................................131
4.4.4 Nicht kartierte Merkmale....................................................................132
Inhaltsverzeichnis
5 Diskussion............................................................................................................141
5.1 Genetische Kartierung..................................................................................141
5.1.1 Analyse nicht radioaktiv markierter DNA-Fragmente.........................141
5.1.2 Polymorphiegrad und schiefe Spaltung..............................................142
5.2 Die Ausprägung der Merkmale in der Population und den Eltern.................144
5.2.1 Abweichungen vom Mittel der Eltern..................................................144
5.2.2 Korrelationen zwischen Merkmalen...................................................145
5.2.3 Die Ausprägung von Merkmalen in verschiedenen Umwelten...........146
5.2.4 Einflüsse qualitativer Loci auf die Merkmalsausprägung....................148
5.3 Die Güte der Kartierung quantitativer Merkmale...........................................152
5.4 Gemeinsamkeiten zwischen kartierten QTLs...............................................155
5.4.1 Agronomische Merkmale....................................................................156
5.4.2 Merkmale für Malzqualität..................................................................161
5.5 Weitere Anwendung von QTL-Karten...........................................................166
6 Zusammenfassung...............................................................................................171
7 Uteraturverzbchn»..........................................................................................174
8 Anhang.................................................................................................................190
8.1 Verzeichnis der Chemikalien........................................................................190
8.2 Auf Polymorphie untersuchte RFLP-Sonden................................................191
8.3 Darstellung der zur Micromälzung eingesetzten Verfahren..........................193
8.4 Obersicht über die Spattung der Markerallete...............................................193
8 5 Korrelationen von agronomischen Merkmalen zu Malzqualrtät.....................196
8.6 Verteilung der Allelklassen der kartierten Marker über die Chromosomen... 197
8.7 LOD-Werte über den Chromosomenverlauf.................................................200
8.8 Abkürzungsverzeichnis.................................................................................207
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