Zeitschrift für Pflanzenpathologie und Mikrobiologie

Abstrakt

Jüngste Entwicklungen in der genomischen Selektion für die quantitative Züchtung von Pflanzen mit Nebengenen zur Krankheitsresistenz

Dagnachew Bekele, Kassahun Tesfaye, Asnake Fikre

Um die Entwicklung verbesserter Pflanzensorten zu beschleunigen, wird die genomische Pflanzenzüchtung zu einem wichtigen Instrument. Mit der traditionellen Züchtung und der markergestützten Selektion wurden mehrere Erfolge bei der Züchtung von Krankheitsresistenzen erzielt. Die Forschung zur Krankheitsresistenz konzentrierte sich größtenteils auf wichtige Krankheitsresistenzgene, die zwar hochwirksam sind, jedoch bei raschen Veränderungen der pathogenen Rassen sehr anfällig für einen Zusammenbruch sind. Im Gegensatz dazu kann die Züchtung von weniger wichtigen quantitativen Resistenzgenen widerstandsfähigere Pflanzensorten hervorbringen, obwohl sie sehr langsam und anspruchsvoll ist. Da sich die genetische Architektur der Pflanzenkrankheitsresistenz von einzelnen wichtigen R-Genen zu vielen weniger wichtigen quantitativen Genen verschiebt, ist die genomische Selektion (GS) der geeignetste Ansatz für die molekulare Pflanzenzüchtung gegenüber markergestützter Selektion oder konventioneller Züchtung. Mit dem Aufkommen neuer genomischer Werkzeuge hat sich die GS als einer der wichtigsten Ansätze zur Vorhersage der Genotypleistung zur Verbesserung genetisch komplexer quantitativer Merkmale herausgestellt. Folglich trägt die GS dazu bei, die Rate des genetischen Gewinns bei der Züchtung zu beschleunigen, indem sie Daten der gesamten Genomsequenz verwendet, um den Zuchtwert der Nachkommen vorherzusagen. Die GS-Züchtung für quantitative Resistenz erfordert daher Vorhersagemodelle und Selektionsmethoden des gesamten Genoms, wie sie für klassische komplexe Merkmale implementiert wurden. Mit der Implementierung von GS für Ertrag und andere wirtschaftlich wichtige Merkmale stehen vollständige Genommarkerprofile für den gesamten Satz von Zuchtlinien zur Verfügung, was eine genomische Selektion auf Krankheitsresistenz ohne zusätzliche direkte Kosten ermöglicht. Daher wird erwartet, dass die jüngsten Entwicklungen im GS-Bereich, darunter zwei GS-Streams + de novo GWAS-Modelle (GS+) und GS für kombinierte höchste quantitative Resistenz mit R-Genen (QR +R-Gen)-Individuen, die krankheitsresistente Pflanzenzüchtung weiter voranbringen werden und kurz diskutiert werden.