Identifizierung und Charakterisierung eines Resistenzgens gegen die Gerstengelbverzwergungsvirose in Mais

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Antje Habekuß; Professor Dr. Benjamin Stich
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403095468

Die Gerstengelbverzwergung ist die am weitesten verbreitete virale Krankheit von Getreide. Sie wird durch das Barley yellow dwarf virus (BYDV) und das Cereal yellow dwarf virus (CYDV) verursacht, wobei das BYDV die größeren Schäden verursacht. Mais spielt eine wichtige Rolle in der Epidemiologie des BYDV und wird auch selbst durch das Virus geschädigt. Es wird erwartet, dass eine ansteigende Erdtemperatur die Bedeutung von Viruskrankheiten bei Pflanzen im Allgemeinen und BYDV im Besonderen im Getreide und Maisanbau zunehmen wird. Eine direkte Bekämpfung des Virus mit Pflanzenschutzmitteln ist nicht möglich. Es können lediglich die Blattläuse als Virusüberträger bekämpft werden, wobei diese für einen Einsatz im Mais nicht zugelassen sind. Durch die Züchtung von BYDV-resistentem Mais ist es möglich, den epidemiologischen Zyklus des BYDV zu unterbrechen und auch die Befallssituation anderer Getreidearten zu verbessern. In einer früheren Studie zur Genetik der BYDV-Resistenz in Mais wurde am Ende des zehnten Chromosoms ein genetischer Faktor detektiert, der sehr hohe Anteile der phänotypischen Varianz der Viruskonzentration sowie der Befallssymptome erklärt. Das Gen GRMZM2G018027 ist basierend auf den bisherigen Untersuchungen das Kandidatengen für die BYDV-Resistenz. Das Homolog dieses Gens in Arabidopsis thaliana ist das Gen OXS3, das an der Produktion von H2O2 beteiligt ist. Da H2O2 eine wichtige Rolle bei Pathogenangriffen spielt, könnte das Gen GRMZM2G018027 an der generellen Pathogenabwehr beteiligt sein. Eines der Ziele des beantragten Projektes ist, das BYDV-Resistenzgen in Mais zu identifizieren und zu validieren. Hierzu planen wir den Einsatz von fünf sogenannten heterogenen Inzuchtfamilien, die mittels Hochdurchsatzsequenzierverfahren genotypisch sowie in Feld- und Gewächshausexperimenten phänotypisch charakterisiert werden. Durch Virusübertragungsversuche sowie Experimente zum Saugverhalten der Blattläuse an Rekombinanten der heterogenen Inzuchtfamilien sowie Transformanten der Maislinie A188 soll eine Charakterisierung des BYDV-Resistenzgens bezüglich seiner molekularen Wirkungsweise erfolgen. Darüber hinaus haben wir die Quantifizierung des Beitrages des BYDV-Resistenzgens zur Resistenz gegen andere Viren geplant.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen