Molekulargenetische Grundlagen der Pflanzenzüchtung von gartenbaulichen Kulturen

Methoden und Daten von sogenannten Modellpflanzen lassen sich nur begrenzt auf gartenbauliche Kulturpflanzen und ihre Merkmale übertragen. Dadurch ergibt sich gleichermaßen ein großes Potential als auch ein immenser Bedarf der Arbeit in der Züchtungsforschung bei bisher vergleichsweise weniger intensiv bearbeiteten gartenbaulichen Kulturpflanzen. Das Potential liegt insbesondere auch im wissenschaftlichen Bereich, da auch bisher wenig untersuchte Merkmale und physiologische Prozesse in den Fokus rücken. In unserer Forschungsgruppe werden am Beispiel der Hortensie (Hydrangea macrophylla) die genetischen Grundlagen folgender züchtungsrelevanter Merkmale ermittelt:

- Bildung unreduzierter Gameten zur sexuellen Erzeugung polyploider Genotypen
- Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Grauschimmelerreger Botrytis cinerea
-  Blüteninduktion und Remontanz

Basierend auf Kartierungspopulationen sowie einer Sortensammlung werden spezifisch für jedes Merkmal standardisierte Kultivierungs- und Boniturverfahren (Klimakammerversuche, Infektionstests, In-vitro-Verfahren, etc.) etabliert. Genom- und Transkriptomdaten werden zur Markerentwicklung bis hin zur Identifizierung von Kandidaten-Genomregionen mittels QTL- oder „Bulk Sequence“-Analysen genutzt. Für die Charakterisierung von Kandidatengenen werden Assoziations- und Haplotypenanalysen durchgeführt bzw. Verfahren des Gene Editings etabliert. Auf der Grundlage von Erkenntnissen zu Vererbung, Genen und dem Einfluss der Umwelt auf die Ausprägung dieser Merkmale werden Verfahren der Präzisionszüchtung entwickelt. Die Identifizierung von merkmalsrelevanten Genomregionen und Genen ermöglicht die Bestimmung der Allelvariation im Züchtungsgenpool. Dies kann dann zielgerichtet in Züchtungsprogrammen genutzt werden. Entsprechend entwickelte molekulare Marker unterstützen dabei die Charakterisierung und Selektion potentieller Kreuzungspartner sowie die markergestützte Selektion von Sämlingen in merkmalsgerichteten Züchtungsprogrammen.