A marker asszisztált szelekció integrálása a fehér csillagfürt ökológiai nemesítésébe Svájcban

Summary in the original language of the document

A fehérvirágú csillagfürt (Lupinus albus, L.) elhanyagolt növény Svájcban, ahogy Európa más részein is. Ahhoz, hogy ezt az európai hüvelyes növényt a biogazdálkodásban és a fenntartható mezőgazdasági rendszerekben is felhasználhassák, a termesztése során jelentős akadályokat kell leküzdeni. Először is, nagy szükség van olyan fajtákra, amelyek stabilan alacsony alkaloidtartalommal rendelkeznek, meyek a növény által termelt és a magokban felhalmozódó mérgező keserű vegyületek. Másodjára, a Colletotrichum lupini nevű aszkomycétával szemben ellenálló fajták iránti igény kielégítése, amely a nagy betegségnyomású régiókban, mint például Svájcban, akár teljes terméskiesést okozhat. Különösen a biotermesztésben, ahol nem használnak szintetikus gombaölő szereket. Végül, mivel ez a növény mediterrán eredetű, a mérsékelt éghajlatú régiókban a koraiság szintén döntő fontosságú tulajdonság a sikeres termés szempontjából.
A FiBL-ben (Svájc) 2014-ben indult el a fehérvirágú csillagfürt nemesítési programja, amely a fent említett tulajdonságokra összpontosít. A FiBL együttműködik a gzpk-val, egy organikus, nonprofit növénynemesítő szervezettel az új fajták közös kifejlesztése érdekében. Minden évben új genetikai erőforrásokat szűrünk, hogy az antraknózis-rezisztenciát, az alacsony alkaloidszintet és a korai érést kombináló szülői egyedeket azonosítsunk. A szegregáló populációkat (amelyeket a keresztbeporzás megakadályozása érdekében hálós alagút védelmében termesztünk) az érdeklődésre számot tartó tulajdonságokra szelektáljuk, mindezt minősített ökológiai szántóföldön. A fejlett nemesítési vonalakat a kereskedelmi fajtákkal összehasonlítva fertőzéses sorokban lévő parcellákban teszteljük.
Ezt a megközelítést a közelmúltban kiterjesztettük a molekuláris módszerek bevonásával. Az alacsony alkaloidtartalom és az antraknózis-rezisztencia marker-tulajdonság asszociációit GWAS, Genomic Prediction és Bulked Segregant Analysis segítségével azonosítottuk. PCRalapú molekuláris markereket (KASP) a saját vizsgálatok, a Bajor Állami Mezőgazdasági Kutatóközponttal (LfL) való együttműködés, illetve szakirodalom alapján azonosított asszociációk alapján fejlesztettük ki. Ezeket a markereket 2023-tól ellenőrzött és szántóföldi körülményekből származó fenotípusos adatokkal validáljuk. Több megközelítésű módszert alkalmazunk, mivel az antraknózis-rezisztencia és az lkaloidtermelés egyaránt összetett tulajdonság. Az alacsony alkaloidszintet több lókusz szabályozza, egy fő lókusz, a pauper, amely mutáció ismert, és más, még nem bizonyított allélok. Az antraknózis-rezisztencia poligénes tulajdonság, a markerek fejlesztése még nagyobb kihívás, mint az alacsony alkaloidtartalom esetében. A cél a hagyományos nemesítési módszereket és a molekuláris megközelítést kombináló nemesítési stratégia meghatározása a fehérvirágú csillagfürt kisléptékű ökológiai nemesítési programjunkban.
Ezen erőfeszítések révén új fehérvirágú csillagfürt-fajták nemesítésére és e különösen érdekes, de még nem kellően hasznosított szemes hüvelyes termesztésének fellendítésére törekszünk.