Molekular- und quantitativgenetische Analyse der Samengröße bei Ackerbohne (Vicia faba L.)

• Antragsteller: Professor Dr. Wolfgang Link
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenzüchtung, Pflanzenpathologie ; Genetik und Genomik der Pflanzen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 436288468

In Körnerleguminosen variiert die Samengröße, ein wichtiger Ertragsfaktor, deutlich zwischen Arten aber auch innerhalb von Arten. Ein extremer Fall ist hier die Ackerbohne (Vicia faba), bei der die Samengröße zwischen den Minor- und Majorformen um bis zum 15x variieren kann. Bei V. faba wird die Samengröße über die Größe der Samenschale gesteuert, ein maternales Organ. Um die genetische Kontrolle der Samengröße aufzuklären, sollen Transkriptomprofile zu verschiedenen Zeitpunkten während des Wachstums der Samenschalen von zwei nahe isogenen Linien, die sich stark in der Samengröße unterscheiden, bestimmt werden. Dieser Ansatz wird ergänzt durch eine QTL-Kartierung für Samengröße in einer RIL-Population aus einer Kreuzung der zwei Linien. Durch die Analyse der Transkriptomprofile wird es möglich sein, die differentiell exprimierte Netzwerke von Genen zu identifizieren, die dem Unterschied in der Samengröße der beiden Linien zugrunde liegen. Um die kausalen Faktoren zu identifizieren, die verantwortlich für diesen Größenunterschied sind, sollen die Ergebnisse der Transkriptomanalysen und der QTL-Kartierung kombiniert werden. Dazu sollen die Transkripte zunächst auf der Genomsequenz von Medicago truncatula kartiert werden und die bekannte Syntenie zwischen M. truncatula und V. faba genutzt werden, um differentiell exprimierte Gene zu finden, die in den Vertrauensbereichen der kartierten QTL liegen. Basierend auf Genontologieanalysen und Literaturdaten soll dann ein Satz von Kandidatengenen für die QTL identifiziert werden, deren Transkriptionsprofile über qPCR Analysen verifiziert werden. Abschließend werden die Effekte der Kandidatenge auf die Samengröße in mindesten zwei von drei F2-Populationen überprüft. Die drei Populationen werden dazu aus Kreuzungen zwischen Minor- und Majoreltern entwickelt, die nicht verwandt mit den isogenen Linien sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen