Roggen

Detecting footprints of selection in rye (Secale cereale L.) - unraveling the past for future crop improvement

Bearbeiter: Grit Haseneyer
Laufzeit: 01. Jan. 2011 – 31. Dez. 2013
Projektpartner: Karl Schmid, Universität Hohenheim; Stefan Taudien, Fritz-Lipmann-Institut Jena
Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projektbeschreibung:

Die Züchtungsgeschichte vieler Getreidearten ist bekannt, aber die Auswirkungen anthropogener/züchterischer Selektion auf die Getreidegenome wurden nur wenig untersucht. Schwerpunkt dieses Projekts ist die Identifizierung von Genen, die einem Selektionsprozess unterliegen. Die Auswirkungen der Selektion werden im Roggen (Secale cereale L.) durch die Bearbeitung von drei Arbeitshypothesen untersucht: 1) Züchtungsfortschritt ist korreliert mit einem Rückgang der Nukleotiddiversität. 2) Die Frequenz der Allele, die an ein vorteilhaftes Allel gekoppelt sind, steigt an, während die benachbarte DNA Sequenz einen Verlust an zuvor vorhandenen Polymorphismen erfährt (=„selective sweep“). 3) Die Kennzeichen eines „selective sweeps“ werden in den chromosomalen Regionen, die von dem vorteilhaften Allel beeinflusst sind, beobachtet. Unter Verwendung der „Genome-Capture” Technologie und der Hochdurchsatz-Sequenzierung werden mehr als 500 Gene sequenziert. Sequenzdaten werden in Roggenpopulationen erhoben, welche die Züchtungsgeschichte des Roggens von Landrassen hin zu Elite-Inzuchtlinien repräsentieren. Die Sequenzanalyse umfasst die Exon-Intron-Zuordnung, die SNP Detektion, die Bestimmung von Nukleotiddiversität und Kopplungsphasenungleichgewicht sowohl innerhalb und zwischen den Genen als auch innerhalb und zwischen den Populationen. Ziel dieses umfangreichen Selektionsscreens ist die Erstellung der ersten Selektionskarte für Roggen. Die identifizierten Gene decken Kandidatengene für agronomisch wichtige Merkmale auf und sind von Bedeutung für Assoziationsstudien.