Haplotype-based mapping of heterotic QTL and prediction of heterosis in experimental hybrids of maize

Die QTL Kartierung ist ein vielversprechender Ansatz, um die genetischen Grundlagen der Heterosis aufzudecken. Doch die bislang genutzten Ansätze zeigen zwei Nachteile: (1) Das untersuchte Pflanzenmaterial stammt üblicherweise von einem einzigen Hybriden ab und ist deshalb wenig repräsentativ für das Zuchtmaterial einer Pflanzenart. (2) Für die Experimente sind große spaltende Populationen notwendig, die jedoch für die praktische Hybridzüchtung nicht weitergenutzt werden können. Ziel ist es, einen neuen Ansatz zur Kartierung heterotischer QTL zu entwickeln, der auf Haplotypen aufbaut und direkt auf übliches Testmaterial aus Hybridzüchtungsprogrammen angewandt werden kann. Auf dieser Grundlage entwickeln wir Strategien zur Vorhersage von Heterosis, SCA und Hybridleistung. Diese Methode verspricht eine Lösung für die Vorhersage einer großen Anzahl (> 90%) bislang ungetesteter Hybriden - eines der größten ungelösten Probleme der Hybridzüchtung.Geprüft wird der neue Ansatz mit (a) simulierten Daten und (b) experimentellen Daten von 400 Interpool-Hybriden und deren 80 Elternlinien aus 6 Umwelten sowie mit dichten Markerkarten (AFLP, SSR). Auf Grundlage beobachteter Werte für Heterosis wird eine begrenzte Anzahl an Genotypen ausgewählt und als gemeinsame Pflanzenressource (CPR, common plant resource) vermehrt. Diese Pflanzenressource steht den molekularen Arbeitsgruppen in Mais zur Verfügung, und wird auch für unsere eigenen Analysen mit mAFLP® Markern genutzt, um den Einfluß der DNA-Methylierung auf die Heterosis in Mais zu ermitteln. Damit steht durch unsere Untersuchungen eine wichtige Datenbasis für Mais zur Verfügung. Diese kann in Kombination mit molekularen und genomischen Tools einen wesentlichen Beitrag zur Klärung der Grundlage von Heterosis und ihrer optimalen Nutzung in der Hybridzüchtung leisten.