Miedaner, T.; Daume, C.; Dänicke, S.; Schmiedchen, B.; Wilde, P. and Geiger, H.H. (2007) Verminderung gefährlicher Alkaloide in der Nahrungskette durch die züchterische Verbesserung der Mutterkorn-Resistenz von Roggen. [Reduction of dangerous alkaloids in the food chain by genetic improvement of ergot resistance in rye.] Universität Hohenheim, D-Stuttgart , Landessaatzuchtanstalt, Arbeitsgebiet Roggen.
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Summary
Roggen ist als Fremdbefruchter besonders anfällig für einen Befall mit Mutterkorn, der durch eine Infektion mit dem Schadpilz Claviceps purpurea (Fr.) Tul. hervorgerufen wird. Ziele dieser Studie waren die Suche nach effektiven Resistenzträgern gegen Mutterkorn aus genetischen Ressourcen, die Untersuchung der Vererbung von selbstfertilen Roggenmaterialien sowie die Analyse der Wechselwirkungen von Wirtsgenotyp und Mutterkornpilz hinsichtlich der Zusammensetzung und Toxizität der Alkaloide. Zur Untersuchung der Anfälligkeit, von Wirtspflanzen war es notwendig mit CMS (Cytoplasmatic Male-Sterile) Material zu arbeiten. Über drei Jahre wurden an zwei bzw. drei Standorten 75 selbstfertile CMS-Linien und 126 CMS-Einfachkreuzungen sowie 90 Testkreuzungen mit Genetischen Ressourcen deutscher, polnischer und russischer Herkunft. unter ökologischen Bedingungen angebaut, künstlich inokuliert und auf Mutterkornresistenz geprüft. Die Genetischen Ressourcen zeigten nicht in allen Fällen signifikante genotypische Unterschiede. Vor allem im deutschen geprüften Material war keine Signifikanz nachweisbar. Die Linien hatten geringere Mutterkorngewichte als die CMS-Einfachkreuzungen und zeigten immer signifikante genotypische Varianzen, die Einfachkreuzungen in den meisten Fällen. Die Korrelation zwischen beiden Materialgruppen war nur in den ersten beiden Jahren signifikant (r=0,6-0,7; P=0,01). Der mittlere Gesamtalkaloidgehalt der Linien war bei niedrigeren Mutterkorngewichten um ca. 25 % höher als bei den Einfachkreuzungen. Die genotypischen Varianzen für Alkaloide waren bei allen Experimenten und Materialien nicht oder nur schwach signifikant. Die Alkaloidgehalte erwiesen sich als kaum vom geprüften Roggentyp abhängig; aber zeigten starke umweltbedingte Unterschiede. Die Ergebnisse zeigen dass auch im selbstfertilen Material eine gezielte Resistenzselektion möglich ist. Aufgrund quantitativer Vererbung der Resistenz und hoher Genotyp x Umwelt-Wechselwirkungen ist dies allerdings noch ein langer Weg.
Summary translation
Rye as an outcrossing crop is highly susceptible to ergot (Clavipceps purpurea). Black purple sclerotia are formed instead of kernels after infection. Aims of this study were (1) to evaluate genetic resources for effective resistance donors, (2) to examine the, inheritance of resistance in self-fertile rye material and (3) to analyse the interaction of host genotypes and ergot concerning the composition and toxicity of alkaloids. For identifying physiological resistance to ergot, we analysed only cytoplasmatic-male-sterile (cms) material under absence of pollen. Resistance trait was the ergot weight per ear. The concentration of six alkaloids and their isomers were analysed in selected samples of sclerotia. All together, 75 CMS inbred lines, 126 CMS singles, and 90 CMS testcrosses with genetic resources from Germany, Poland and Russia were tested over a period of three years under conditions of organic farming. The testcrosses of the genetic resources had a significant genotypic variance only for the Eastern European material. Generally, the CMS lines had a lower ergot weight per ear than the CMS singles and differentiated significantly across locations. The genetic variation among single crosses was smaller, but significant in most instances. Generally, all experiments suffered from high genotype x environment and error variances resulting in medium heritabilities only. The correlation between the ergot weight per ear of lines and singles was significant in the two first years only (r=0.6-0.7;p=0.01). Although the lines had a lower mean ergot weight per ear than the singles, their alkaloid content was about 25 % higher. The alkaloid contents were not specific for rye genotypes but depended highly on environment (Iocation/year). The results show, that a selection for resistance should be successful in self-fertile rye materials, when several locations are tested.
| EPrint Type: | Report |
|---|---|
| Keywords: | BÖL, BOEL, FKZ 03OE600, Mutterkorn, Claviceps purpurea (Fr.) Tul., Resitenzzüchtung, genetische Ressourcen, Roggen, Alkaloide, Lebensmittelqualität |
| Subjects: | Crop husbandry > Crop health, quality, protection Crop husbandry > Production systems > Cereals, pulses and oilseeds |
| Research affiliation: | Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOELN > Plants > Pflanzenzüchtung Germany > University of Hohenheim > State Plant Breeding Institute |
| Related Links: | http://www.bundesprogramm-oekolandbau.de, http://www.bundesprogramm.de/fkz=03OE600, http://orgprints.org/perl/search/advanced?addtitle%2Ftitle=&keywords=03OE600&projects=BOEL&_order=bypublication&_action_search=Suchen |
| Deposited By: | Miedaner, Dr. Thomas |
| ID Code: | 15267 |
| Deposited On: | 27 Jan 2009 |
| Last Modified: | 12 Apr 2010 07:38 |
| Document Language: | German/Deutsch |
| Status: | Unpublished |
| Refereed: | Not peer-reviewed |
| Additional Publishing Information: | Gefördert vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau. Projektleitung: Dr. Thomas Miedaner, Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt, Arbeitsgebiet Roggen |
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