Markeranalysen für den Blühzeitunkt bei Soja

Lilafarbene Blüte einer Sojapflanze
Fehlende oder geringe photoperiodische Sensitivität ist die wesentliche Grundlage für die Anpassung von Kurztagspflanzen, wie Soja (Glycine max (L.) Merr.), an klimatische Gegebenheiten in Süddeutschland. Die genetische Ausprägung dieser Insensitivität führt demzufolge zu einer frühen Blüte der Sojapflanzen und sollte das rechtzeitige Abreifen der Sojabohnen und damit eine gesicherte Ernte im Herbst ermöglichen. Die Vegetationsperiode bei Soja reicht von April bis Oktober.
In der Literatur sind für dieses züchtungsrelevante Merkmal zwei genetische Systeme beschrieben, die insbesondere durch Wechselwirkung der drei Hauptgene (E1, E3 und E4) reguliert werden (Watanabe et al. 2012, Xu et al. 2013). Für jedes dieser Gene sind verschiedene Allele identifiziert worden, die entweder dominant und damit funktional sind oder in rezessiver Form vorliegend die Funktion des jeweiligen Gens ausschalten und als nicht-funktionale Allele beschrieben werden. Die Blühgenregulation per se ist ein sehr komplexes Wechselspiel von Genen und Effektoren die über Tageslänge, Entwicklungszustand, Temperatur und Phytohormone gesteuert werden.

Zusammensetzung des untersuchten Genbankmaterials

Grafik, die die Zusammensetzung des untersuchten Genbankmaterials nach Saatgutherkünften und nach geographischen Herkünften zeigtZoombild vorhanden

Zusammensetzung Genbankmaterials nach Saatgutherkünften und geo. Herkünften

Im Rahmen des Projekts „Genpoolanalysen von Mais und Soja für Bayern "Aufbau, genetische Analysen und züchterische Umsetzung für Mais und Soja im Rahmen der Biodiversitätsstrategie und Eiweißinitiative Bayerns“ (FKZ A/14/11) konnten nun eine Vielzahl molekularer Marker für die einzelne Allele dieser Blühgene bei Soja etabliert werden.
Sie ermöglichen eine Selektion von unbekanntem Sorten- oder Genbankmaterial auf einen frühen Blühzeitpunkt. Die Ergebnisse des umfangreichen Screenings von Genbankmaterial der frühen Reifegruppen MG0000 bis MGI und verschiedener geographischer Herkünfte zeigen, dass eine frühe Blüte durch eine Selektion auf die rezessiven Allele am Genort E1 bzw. eine Kombination (Multi-Locus Genotyp) von rezessiven Allelen an Genort E1 und E3 oder E4 erreicht werden kann. Die Belastbarkeit der vorliegenden Ergebnisse muss durch die Bonitur des Blühzeitpunkts in folgenden Prüfjahren getestet werden.
Referenzen
Watanabe S, Harada K, Abe J (2012) Genetic and molecular bases of photoperiod responses of flowering in soybean. Breeding Science 61: 531–543.
Xu M, Xu Z, Liu B, Kong F, Tsubokura Y, Watanabe S, Xia Z, Harada K, Kanazawa A, Yamada T, Abe J (2013) Genetic variation in four maturity genes affects photoperiod insensitivity and PHYA-regulated post-flowering responses of soybean. BMC Plant Biology 13:91.