Untersuchung zur Epidemiologie bodenbürtiger Viren in Triticale mit dem Ziel der Entwicklung von virusresistenten Sorten mit hohen Biomasseerträgen für die Biogas- und Ethanolgewinnung; Teilvorhaben 1: Untersuchung zur Epidemiologie bodenbürtiger Viren in Triticale

Projekt

Förderkennzeichen: JKI-EP-08-1128
Laufzeit: 01.03.2012 - 31.03.2016
Fördersumme: 521.108 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Triticale besitzt ein hohes Ertragspotential und stellt somit eine potentielle Pflanzenart für die effiziente Produktion von Biomasse zur Produktion von Bioethanol und Biogas im Rahmen dezentraler Bioenergie-Nutzungskonzepte dar. In vielen Kulturregionen ist der Triticaleanbau durch bodenbürtige Viren stark gefährdet. Für eine stabile Nutzung dieser Kulturart als nachwachsender Rohstoff ist die Pflanzengesundheit die wichtigste Voraussetzung. Das Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist die Schaffung von Grundlagen für die praktische Züchtung von leistungsstarken Triticalesorten auf Standorten mit bodenbürtigen Viren als Alternative zu Mais. Aus diesem Grund stellt sich das Forschungsvorhaben die Aufgaben, die Variabilität innerhalb der Gattung Triticale hinsichtlich der Resistenzreaktion gegenüber bodenbürtigen Viren zu bewerten.Im Teilprojekt 1 wird der Wissenschaftspartner epidemiologische Aspekte bodenbürtiger Viren in Triticale untersuchen, speziell die Virus-Vektor-Pathogenpopulationen hinsichtlich Ihrer Aggressivität bewerten und den Virusbefall in Triticale-Ressourcen mittels serologischer und molekzularbiologischer Methoden phänotypisieren. Im Teilprojekt 2 wird der Wirtschaftspartner definierte Triticale-Genotypen entwickeln und Saatgut für die Untersuchungen bereitstellen und Erhebungen zu Wechselwirkungen von Resistenzniveau und Ertragsentwicklung unter Befalls- und Nichtbefallsbedingungen durchführen. Dieses Forschungsvorhaben schafft Grundlagen für die praktische Züchtung von leistungsstarken Energiepflanzen der Getreideart Triticale als Alternative zu Mais für Standorte mit bodenbürtigen Viren. Dieses Projekt unterstützt die Entscheidungshilfe für das BMELV zur Entwicklung von Maßnahmen zur Sicherung der Inwirtschafthaltung von Anbauflächen in Befallsgebieten und für den Triticaleanbau zur Produktion nachwachsender Rohstoffe. Im zweiten Projektjahr erfolgte die kontinuierliche Erfassung des Virusspektrums der verschiedenen Befallsstandorte. Die Nukleotidsequenzen des SBWMV-N von Isolaten aus Weizen und Gerste wurden im Bereich des Hüllproteins und eines Teils des read-through Proteins verglichen. Es bestehen keine Unterschiede zwischen den SBWMV-Sequenzen aus Weizen, Gerste sowie der ursprünglich von König et al. publizierten Sequenz für SBWMV De (Nebraska-Stamm des SBWMV). Für das WSSMV ist nur die Nukleotidsequenz der 3‘ Hälfte der RNA1 in Genbank hinterlegt. Wir haben diese Sequenzinformation um 253 Nukleotide der 5‘ Hälfte erweitern können; diese Sequenz wurde bei Genbank eingereicht (Genbank Accession KJ609243). Aufgrund von Homologien zum WYMV kann geschlussfolgert werden, dass die von uns analysierte Sequenzinformation für das 7K Protein und einen Teil des CI Proteins des WSSMV kodiert. Auf der Grundlage von eigenen Untersuchungen zur Diversität des pilzlichen Virusvektors Polymyxa graminis konnten keine Hinweise auf eine Spezialisierung bestimmter formae speciales auf bestimmte Wirtspflanzen nachgewiesen werden. Auch hinsichtlich der übertragenen Viren scheint keine Spezialisierung zu bestehen. Die klonierten Sequenzen, die eindeutig f.sp. temperata oder tepida zugeordnet werden konnten, wurden als Standard-DNA für die Real Time PCR eingesetzt. Primerpaare für die P. graminis f. sp. Nachweise wurden durch Vergleiche der in der Datenbank vorhandenen Sequenzen festgelegt. 2013 wurden zum ersten Mal eine große Anzahl Feldproben mittels Real Time PCR auf SBCMV und WSSMV getestet. Der mit Hilfe der Saftpresse gewonnene Blattextrakt wurde sowohl für den ELISA als auch für die Gewinnung von RNA eingesetzt, so dass der zusätzliche Arbeitsaufwand gering gehalten werden konnte. Um die Bildung von unspezifischen PCR-Produkten in virusfreien Proben bei der Bewertung des WSSMV-Befalls zu vermeiden, wurde anstelle des SYBR Green eine FAM-markierte Hydrolysesonde eingesetzt. Somit können WSSMV-infizierte Proben eindeutig erfasst und quantifiziert werden. Die neuen Ergebnisse zur Quantifizierung des SBCMV und des WSSMV mittels Real Time PCR wurden als Manuskript zur Publikation eingereicht. Weiterhin erfolgte die Resistenzbewertung von aussichtsreichem Sorten- und Zuchtmaterial in 4 Befallsstandorten.

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