Genetische Charakterisierung von Pflanzenpopulationen und Pflanzen-Pathogen Interaktionen in Grasland-Ökosystemen

• Forschungsstelle: AGS
• Projektnummer: 14.43.4.2
• Projekttitel Englisch: Genetic characterization of plant populations and plant-pathogen in-teractions in grassland ecosystems

Schlüsselwörter (Englisch)

Genetic diversity, plant-pathogen interactionm, molecular markers, marker assisted selection

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Pflanzenpopulationen entstehen durch die komplexe Interaktion zwischen den genetischen Eigenschaften einzelner Pflanzen und Umweltfaktoren wie Bewirtschaftung, Krankheitserregern oder Nähr- und Schadstoffen und bilden einen wichtigen Bestandteil der funktionellen Biodiversität in Grasland-Ökosystemen. Kenntnisse der genetischen Basis sind notwendig, um einerseits optimal an spezifische Umweltbedingungen angepasste Pflanzen auswählen zu können und um andererseits die Funktion von Pflanzen in ihren Habitaten besser zu verstehen. Resistenz und / oder Toleranz gegenüber Pathogenen ist eines der wichtigsten Zuchtziele in der Futterpflanzenzüchtung. Um die genetischen Grundlagen der Resistenz zu erforschen, ist eine detaillierte Kenntnis sowohl der Pathogene als auch der Interaktion zwischen Wirtspflanzen und Pathogenen unabdingbar.
Die Erhaltung und Förderung der Biodiversität, nicht nur zwischen den Arten, sondern auch innerhalb einzelner Arten und Populationen, ist ein integraler Bestandteil naturnaher Landwirtschaft (Kyoto Protokoll). Ein besseres Verständnis der genetischen Diversität innerhalb und zwischen Pflanzenpopulationen ermöglicht es, Massnahmen für die Erhaltung der Biodiversität auf der ersten Stufe (innerhalb von Arten und Populationen) zu ergreifen und die Stabilität von Ökosystemen zu fördern. Eine gemeinsame Betrachtung von genetischer Diversität und Umweltfaktoren (landscape genomics) ist daher unerlässlich. Die Schwerpunkte dieses Tätigkeitsfeldes liegen in der Charakterisierung der Futterpflanzen-Pathogen Interaktionen mit Schwerpunkt Raigras und Bakterienwelke, der Entwicklung von molekularen Markern als Grundlage für die markerunterstützte Züchtung von Futterpflanzen mit Schwerpunkt Raigras und Esparsette und der molekulargenetischen Charakterisierung der genetischen Ressourcen ausgewählter Futterpflanzen und von Pflanzenpopulationen in unterschiedlichen Habitaten und unter unterschiedlicher Bewirtschaftung.

Projektziele (Deutsch)

1.     Charakterisierung der Futterpflanzen-Pathogen Interaktionen mit Schwerpunkt Raigras und Bakterienwelke
2.     Entwicklung von molekularen Markern als Grundlage für die markerunterstützte Züchtung von Futterpflanzen mit Schwerpunkt Raigras und Esparsette
3.       Molekulare Charakterisierung der genetischen Ressourcen ausgewählter Futterpflanzen als Grundlage für die Futterpflanzenzüchtung und die Erhaltung der genetischen Diversität
4.       Genetische Charakterisierung von Pflanzenpopulationen in unterschiedlichen Habitaten und unter unterschiedlicher Bewirtschaftung

Neue Kenntnisse/Literatur (Deutsch)

Wichmann F, Vorhölter F-J, Hersemann L, Widmer F, Blom J, Niehaus K, Reinhard S, Conradin C, Kölliker R (2013) The non-canonical type III secretion system of Xanthomonas translucens pv. graminis is essential for forage grass infection. Mol Plant Pathol 14:576-588

Walter A, Studer B, Kölliker R (2012) Advanced phenotyping offers opportunities for improved breeding of forage and turf species. Annal Bot 110:1271-1279

Bartoš J, Sandve SR, Kölliker R, Kopecký D, Nemcová P, Stoces S, Kilian A, Rognli OA, Doležel J (2011) Genetic mapping of DArT markers in the Festuca-Lolium complex and their use in freezing tolerance association analysis. Theor Appl Genet 122:1133-1147

Wichmann F, Asp T, Widmer F, Kölliker R (2011) Transcriptional responses of Italian ryegrass during interaction with Xanthomonas translucens pv. graminis reveal novel candidate genes for bacterial wilt resistance. Theor Appl Genet 122:567-579

Wichmann F, Müller Hug B, Widmer F, Boller B, Studer B, Kölliker R (2011) Phenotypic and molecular genetic characterization indicate no major race-specific interactions between Xanthomonas translucens pv. graminis and Lolium multiflorum. Plant Pathol 60:314-324

Studer B, Kölliker R, Muylle H, Asp T, Frei U, Roldán-Ruiz I, Barre P, Barth S, Skøt L, Armstead IP, Dolstra O, Roulund N, Nielsen KK, Lübberstedt T (2010) EST-derived SSR markers used as anchor loci for the construction of a consensus linkage map in ryegrass (Lolium spp.) BMC Plant Biol 10:177

Kopecky D, Bartos J, Lukaszewski AJ, Baird JH, Cernoch V, Kölliker R, Rognli OA, Blois H, Caig V, Lübberstedt T, Studer B, Dolezel J, Kilian J (2009) Development and mapping of DArT markers within the Festuca-Lolium complex. BMC Genomics 10:473

Isobe S, Kölliker R, Hisano H, Sesamoto S, Wada T, Klimenko I, Okumura K, Tabata S (2009) Construction of a consensus linkage map and genome-wide polymorphism analysis of red clover. BMC Plant Biology 9:57

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