Charakterisierung der Virulenz einer Braunrost-Feldpopulation (Puccinia triticina f. sp. tritici) und Nachweis effektiver Braun-rost-resistenz-gene in Weizen (Triticum aestivum)Virulence Characterization of a Leaf Rust Field Population and Analyzation of Effective Leaf Rust (Puccinia triticina f. sp. tritici) Resistance Genes in Wheat (Triticum aestivum)

Der Braunrost (Puccinia triticina f. sp. tritici) verursacht als weltweit verbreiteter Erreger in Weizen Ertragsverluste von bis zu 60 %. Um Mindererträge zu verhindern, werden in Weizen Braunrostresistenzgene, sogenannte Lr-Gene, genutzt. Diese Lr-Gene vermitteln zumeist vertikale Resistenz, die von einzelnen Isolaten überwunden werden kann. Für die Züchtung braunrostresistenter Sorten ist die Kenntnis effektiver Resistenzgene Voraussetzung. Im Jahr 2010 wurde daher der natürliche Befall in einem Feldversuch zu drei unterschiedlichen Entwicklungsphasen bonitiert. Dazu wurden nah-isogene-Linien (NILs), welche 37 Lr-Gene im genetischen Hintergrund der Sorte Thatcher und Akzessionen, die 6 Lr- Gene enthalten, genutzt. Bei Thatcher-NILs mit den Resistenzgenen Lr2a, Lr9, Lr19, Lr22a, Lr23, Lr24, Lr35, Lr38 und -Lr49 wurde ein signifikant geringerer Befall mit Puccinia triticina als in der anfälligen Referenzsorte Thatcher beobachtet. Die Gene Lr13, Lr16, Lr37 und Lr46 wiesen keine Befallsunterschiede zur Sorte Thatcher auf. Alle weiteren untersuchten Lr-Gene zeigten bei einzelnen Boniturterminen bzw. auf einzelnen der untersuchten Blattetagen signifikante Unterschiede zur Sorte Thatcher. Um die Virulenz-/Avirulenzeigenschaften von Puccinia triticina-Isolaten aus der Feldpopulation zu untersuchen, wurden von im Feldversuch getesteten NILs Puccinia triticina-Isolate gewonnen. Mit diesen wurden Blattsegmente der NILs inokuliert und die Effektivität einzelner Resistenzgene mikroskopisch analysiert. Sowohl in den Blattsegmenttests als auch nach natürlichem Befall im Feldversuch 2010 erwiesen sich die NILs mit den Resistenzgenen Lr9, Lr19, Lr24 und-Lr38 als am resistentesten. Als teilweise resistent stellte sich die NIL-Lr3a heraus. Durch die mikroskopische Auswertung konnte die Infektionsentwicklung und pflanzliche Abwehrreaktionen vor der Ausbildung makroskopischer Symptome wie Uredosporenlager oder hypersensitiven Flecken analysiert werden. An Hand der von Puccinia triticina ausgebildeten Haustorienmutterzellen wurde zum Einen gezeigt, welche Resistenzen bereits überwunden sind und, ob Isolate vorhanden sind, die zukünftig zum Zusammenbruch von Resistenzen führen können und zum Anderen, dass noch vor dem Entstehen typischer Symptome mit geringem Aufwand durch Mikroskopie anfällige von resistenten Pflanzen unterscheidbar sind.