Vergleichende Analyse der Fertilitätsrestauration von den Cytoplasmen PET1, PEF1 und PET2 der Sonnenblume (Helianthus annuus L.)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Über markergestützte Klonierung kombiniert mit einem Kandidatengenansatz sollte das Restorergen Rf1, das für die Fertilitätsrestauration des PET1-Cytoplasmas bei der Sonnenblume verantwortlich ist, isoliert werden. Zur Identifizierung enger mit dem Restorergen gekoppelter Marker wurden 1024 AFLP-Primerkombinationen über Bulked-Segregant-Analyen gescreent. Aus den polymorphen Primerkombinationen konnten schließlich nur insgesamt sieben neue Marker im engeren Bereich des Rf1- Gens identifiziert werden. Drei der neuen AFLP-Marker und zwei der zuvor identifizierten AFLP-Marker wurden erfolgreich kloniert und sequenziert. Davon abgeleitet Overgo-Sonden wurden zur Koloniehybridisierung gegen zwei BAC- Bibliotheken (RHA325 und HA383) eingesetzt. Insgesamt 79 positive BAC-Klone wurden über die Marker und die BAC-Enden (s. unten) identifiziert und über Fingerprinting in Contigs platziert bzw. als Singleton identifiziert. Die Rückkartierung der BAC-Klone zeigte für einen Contig-Bereich, das dieser nicht auf der Kopplungsgruppe 13 liegt, sondern eine Genomduplikation auf einer anderen Gruppe darstellt. Von insgesamt 29 BAC-Klonen wurde ein BAC-Ende kloniert und sequenziert. Die gewonnen Sequenzen wurden zur Ableitung neuer Overgo-Sonden verwendet. Es konnten hiermit eine Vielzahl kleiner Contigs um das Restorergen Rf1 erstellt werden, allerdings überlappen diese nicht. Die vergleichende Kartierung der Restorergene Rf_PEF1 und Rf_PET2 zeigte, dass Rf_PEF1 nicht auf der gleichen Kopplungsgruppe 13 wie Rf1 liegt, wohl aber Rf_PET2, das allerdings etwa 10 cM vom Rf1 kartiert. Marker aus der sehr polymorphen Population des Rf_PET2 Gens einzusetzen, ist damit nicht direkt Erfolg versprechend. Insgesamt gesehen konnten eine Reihe von Contigs um das Restorergen Rf1 erstellt werden, auch wenn noch kein geschlossener Contig vorliegt. Das Projekt hat sich als erheblich arbeits- und zeitintensiver herausgestellt, als zunächst angenommen. Dies liegt zum einen an der relativ schwachen Genomabdeckung durch die beiden BAC- Bibliotheken (10X), zum anderen im Bereich der Marker an fehlenden Polymorphismen und vor allem auch an fehlenden SSR-Sequenzen, die die Rückkartierung der BAC-Klone vereinfachen würden. Es ist jedoch insgesamt ein deutlicher Fortschritt in dem Projekt in Richtung markergestützter Klonierung des Restorergens Rf1 bei der Sonnenblume gemacht worden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2005). Development of a contig around the Rf1 gene restoring fertility of the PET1- cytoplasm in sunflower. Gesellschaft für Pflanzenzüchtung (GPZ) e.V. „Genomforschung an Pflanzen: Vom Modell zur Sorte“. 22-23. Februar 2005. Bonn
Hamrit S, Kusterer B, Özdemir N, Lazarescu E, Friedt W, Horn R
- (2005). Molecular Analyses of the restorer genes involved in fertility restoration of PET1, PEF1 and PET2 cytoplasm in sunflower. Plant and Animal Genome XIII Conference. January 15-19, 2005 San Diego (USA)
Kusterer B, Warber D, Hamrit S, Özdemir N, Lazarescu E, Friedt W, Horn R
- (2005). Vergleichende Analyse von CMS-Quellen und deren Fertilitätsrestauration bei der Sonnenblume. Gesellschaft für Pflanzenzüchtung (GPZ) e.V. „Genomforschung an Pflanzen: Vom Modell zur Sorte“. 67, 151-165
Hamrit S, Kusterer B, Schnabel U, Warber D, Özdemir N, Lazarescu E, Friedt W, Horn R
- (2006) Comparative mapping of restorer genes restoring pollen fertility in the presence of different CMS cytoplasms in the genus Helianthus. Seventh European Conference on Sunflower biotechnology. September 3-6, 2006 Gengenbach, (Germany)
Hamrit S, Engelmann U, Schnabel U, Warber D, Kurutz S, Kusterer B, Lazarescu E, Özdemir N, Friedt W, Abratti G, León A, Horn R
- (2006) Identification and DNA fingerprinting of positives BAC-clones at the restorer locus Rf1 in sunflower. Seventh European Conference on Sunflower biotechnology. September 3-6, 2006 Gengenbach, (Germany). Poster and oral presentation
Hamrit S, Schnabel U, Warber D, Kusterer B, Lazarescu E, Özdemir N, Friedt W, Horn R
- (2006) Vergleichende Analyse der Restorergene beim PET1-, PET2- und PEF1-Cytoplasma der Sonnenblume. Bericht über 57 Tagung der Vereinigung der Pflanzenzüchter und Saatgutkaufleute Österreichs. Raumberg-Gumpenstein, 21-23 November
Engelmann U, Schnabel U, Hamrit S, Warber D, Kurutz S, Kusterer B, Lazarescu E, Özdemir N, Friedt W, Horn R
- (2006). Comparative Analyses of Cytoplasmic Male Sterility and Fertility Restoration In Sunflower. Plant and Animal Genome XIII Conference. January 14-18, 2006 San Diego (USA)
Horn R, Kusterer B, Lazarescu E, Özdemir N, Friedt W, Warber D, Hamrit S
- (2008) Development of markers for the use of the PEF1-cytoplasm in sunflower hybrid breeding. Plant Breeding 127:587-591
Schnabel U, Engelmann U, Horn R
- (2008) Verification of positive BAC clones near the Rf1 gene restoring pollen fertility in the presence of the PET1- cytoplasm in sunflower (Helianthus annuus L.) and direct isolation of BAC ends. 17th Int. Sunflower Conf., Cordoba, Spain pp 623-628 – Poster and oral presentation
Hamrit S, Kusterer B, Friedt W, Horn R
- (2008) Verifizierung positiver BAC-Klone am Restorerlocus Rf1 der Sonnenblume (Helianthus annuus L.) über BAC- Fingerprinting und BAC-End-Klonierung. Gesellschaft für Pflanzenzüchtung (GPZ) e.V. 70, pp. 243-244
Hamrit S, Kusterer B, Friedt W, Horn R
