Zeise, Karen; Eickmeyer, Fred; Schmidt, Florentin; Rose, Judith; Noll, Gundula; Prüfer, Dirk; Baum, Christel; Vitow, Nora; Schwinkendorf, Lisa-Maria; Ladach, Tim-Hendrik; Christiansen, Florence; Kollar, Fabian and Leinweber, Peter (2018) Zuchtmaterialerstellung durch Erschließung und Selektion bisher nicht erfasster Anbau - und Verwertungsmerkmale in bisher nicht genutzten genetischen Ressourcen der Schmalblättrigen Lupine (Lupinus angustifolius L.). [Germplasm development by disclosure and selection of agronomy - and utilization-characters in so far neglected genetic resources of narrow leafed lupins (Lupinus angustifolius L.] ESKUSA GmbH, D-Partstetten; Westfälische Wilhelms-Universität Müsnter, Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen, D-Münster und Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, D-Rostock .
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Summary in the original language of the document
An züchterisch bisher nicht genutzten, alkaloidreichen Genbankakzessionen der Schmalblättrigen Lupine des Vavilov Institutes der Pflanzenindustrie, St. Petersburg, wurden neben agronomischen Merkmalen die Merkmalskomplexe Rhizodeposition und Methioningehalt evaluiert. Für diese Merkmale wird im aktuellen, bitterstoffarmen Zuchtmaterial keine ausreichende, züchterisch nutzbare Variabilität mehr gefunden.
Für den Merkmalskomplex Rhizodeposite konnten mittels Pyrolyse-Feldionisation Massenspektrometrie (Py-FIMS) lyophilisierter Rhizodeposite sowohl Genotypen mit erhöhter mikrobieller Abbaubarkeit zur Förderung der Rhizosphärenaktivität als auch mit erhöhten Konzentrationen antimikrobieller Komponenten identifiziert werden.
Für den Merkmalskomplex Methioningehalt konnten die Schlüsselgene des Methioninstoffwechsels identifiziert und sequenziert werden. Für zwei der vier Schlüsselgene liegen allerdings so viele Kopien im Genom vor, dass sie züchterisch nur sehr schwer nutzbar sind. Es konnten mittels Transkript-Profiling keine hoch aktiven Allele der Schlüsselgene der Methioninbiosynthese identifiziert werden. Demgegenüber konnten in jungen Samen jedoch hochaktive Allele von Genen gefunden werden, die für methioninreiche Speicherproteine codieren.
Für die folgenden agronomisch wichtigen Merkmale konnte im untersuchten Schmalblättrigen Lupinenmaterial eine erhebliche Variabilität gefunden werden, die weit über die in Blauen Süßlupinen noch gefundene Streuung hinaus geht: Kornertrag, Kornform, Grünmasseleistung, Rohproteingehalt, Boden-pH-Toleranz, sichere und synchrone Abreife der Hülsen, synchrone Laub- und Strohreife, Standfestigkeit, Platzfestigkeit, Resistenz gegenüber Anthraknose und Verticillium, Kornform.
Die gefundene Variabilität gilt es jetzt züchterisch zu nutzen und die positiven Merkmalseigenschaften in neuen Sorten zu kombinieren.
Summary translation
Alkaloid-rich accessions of narrow leafed lupins donated by the Vavilov Institute for Plant Industry, St. Petersburg were characterized for agronomic traits, rhizodeposits and methionine-content.
Rhizodeposits were freeze-dried and analysed by pyrolysis-field ionization mass spectrometry (Py-FIMS). The results revealed a broad intraspecific diversity of the molecular quality. The tested accessions included genotypes with increased portions of easily decomposable components as well as genotypes with significantly increased concentrations of antimicrobial compounds that affect the nutrient cycling in the rhizosphere.
The methionine-content was characterized by expression profiling of key genes of the methionine biosynthetic pathway in leaves and maturing pods on transcriptional level. Four relevant genes were identified and sequenced. Two of them had several copies, so that selection for highly active alleles is quite complicated and doesn´t promise success. For the other two single copy genes no alleles with higher transcription activities could be found.
However, highly active genes for methionine-rich storage proteins could be found in young seeds.
The following agronomic characters showed an enormous variability in the evaluated alkaloid-rich accessions in comparison to low-alkaloid cultivars: grain yield, grain shape, green matter yield, protein content, soil-pH-tolerance, synchronous pulse maturity, synchronous leaf and straw maturity, lodging resistance, shuttering-tolerance, resistances against Colletotrichum and Verticillium.
The detected new variation shall be combined in new varieties.
| EPrint Type: | Report |
|---|---|
| Keywords: | BÖLN, BOELN, BÖL, BOEL, EPS, FKZ 14EPS036, FKZ 14EPS037, FKZ 14EPS038, Lupinus angustifolius, Süßlupine, Bitterlupine, Kornertrag, Methioningehalt, Speicherproteine, Rhizodeposite, pH-Toleranz, Abreifeverhalten, Alkaloide, Lupinen, Rhizosphäre, Bodenforschung, Wurzelaktivität, Nährstoffmobilisierung, Methioninbiosynthese, Genexpression, Speicherproteine |
| Subjects: | Crop husbandry > Production systems > Cereals, pulses and oilseeds Crop husbandry > Breeding, genetics and propagation |
| Research affiliation: | Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOEL > Plants > Pflanzenzüchtung Germany > Federal Agency for Agriculture and Food - BLE - Protein Strategy Germany > University of Rostock Germany > Other organizations Germany |
| Related Links: | http://www.bundesprogramm.de, http://orgprints.org/perl/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=14EPS036&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen, http://orgprints.org/id/saved_search/1581 |
| Deposited By: | Eickmeyer, Dr. Fred |
| ID Code: | 33978 |
| Deposited On: | 17 Oct 2018 07:22 |
| Last Modified: | 10 Aug 2021 13:14 |
| Document Language: | German/Deutsch |
| Status: | Unpublished |
| Refereed: | Not peer-reviewed |
| Additional Publishing Information: | Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages im Rahmen der BMEL Eiweißpflanzenstrategie. Koordination des Verbundvorhabens und Projektleitung des Teilprojektes FKZ 14EPS036: Dr. Fred Eickmeyer, ESKUSA GmbH Projektleitung des Teilprojektes FKZ 14EPS037: Prof. Dr. Dirk Prüfer, Westfälische Wilhelms-Universität Münster (WWU), Institut für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen (IBBP), Abteilung Pflanzliche Biotechnologie Projektleitung des Teilprojektes FKZ 14EPS038: Dr. Christel Baum, Universität Rostock, Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl für Bodenkunde Bei dem hier eingestellten Schlussbericht handelt es sich um einen Gesamtschlussbericht, an dem die Teilprojekte FKZ 14EPS036, FKZ 14EPS037 und FKZ 14EPS038 beteiligt waren. |
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