Zeitschrift für Pflanzenphysiologie und Pathologie

Genotypisierung durch Sequenzierung und Rostresistenz des Keimplasmas von aserbaidschanischem Hartweizen

Mehraj Abbasov1*, Jighly Abdulqader2,3,4, Zeynal Akparov1, Khanbala Rustamov1, Sevda Babayeva1, Vusala Izzatullayeva1, Natavan Kalantarova1, Elchin Hajiyev1, Parviz Fatullayev5, Sezai Ercisli6, Robert Bowden7, John Raupp8, Sunish Sehgal9, Jessy Poland8, Bikram Gill8

Genotypisierung durch Sequenzierung (GBS) ist eine genetische Screening-Methode zur Entdeckung und Genotypisierung neuer Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs) in Nutzpflanzengenomen und -populationen. In der vorliegenden Studie wurde eine phänotypische und genotypische Bewertung von 76 Hartweizensorten (Triticum durum Desf.) aserbaidschanischer Herkunft anhand von sechs phänotypischen Merkmalen und der GBS-Technologie vorgenommen. Nach dem Screening auf Blatt- und Stängelrostresistenz im Keimlingsstadium zeigten 16 Genotypen Resistenz gegen Blattrost und 14 gegen Stängelrost. Es wurden einige Zusammenhänge zwischen der Resistenz gegen Blattrost und phänotypischen Merkmalen botanischer Sorten festgestellt. Die höchste Pearson-Korrelation (r=0,53; p < 0,001) wurde zwischen Grannenfarbe und Behaarung festgestellt. Die Hartweizen-Genotypen ließen sich in der gruppierten Heatmap in vier Hauptgruppen einteilen; Gruppierung nach botanischer Sorte. Insgesamt wurden 748 SNP-Marker für die Sammlung erhalten. Der durchschnittliche polymorphe Informationsgehalt und der genetische Diversitätsindex für die gesamte Sammlung betrugen 0,329 bzw. 0,420. In Bezug auf die Populationsstruktur wurden zwei und drei Subpopulationen identifiziert. Die Hauptkomponenten- und Clusteranalysen waren bei k = 3 sehr vergleichbar mit der Populationsstrukturanalyse. Die Clusteranalyse auf Basis von GBS-Daten zeigte, dass die Genotypen in sechs Cluster unterteilt waren. Es wurde eine gewisse Konsistenz zwischen der Gruppierung der Genotypen und ihrer Abstammung sowie der botanischen Sorte festgestellt. Die Ergebnisse könnten das Sammeln, die Erhaltung und die Züchtung von Hartweizen erleichtern und werden die Tür für zukünftige Assoziationsmappingstudien öffnen. Darüber hinaus können die resistenten Genotypen als Spender verwendet werden, um die genetische Basis der Rostresistenz in der Weizenzucht zu erweitern.