1,721,185 research outputs found
Chitinase activities, scab resistance, mycorrhization rates and biomass of own-rooted and grafted transgenic apple
No full textThis study investigated the impact of constitutively expressed Trichoderma atroviride genes encoding exochitinase nag70 or endochitinase ech42 in transgenic lines of the apple cultivar Pinova on the symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). We compared the exo- and endochitinase activities of leaves and roots from non-transgenic Pinova and the transgenic lines T386 and T389. Local and systemic effects were examined using own-rooted trees and trees grafted onto rootstock M9. Scab susceptibility was also assessed in own-rooted and grafted trees. AMF root colonization was assessed microscopically in the roots of apple trees cultivated in pots with artificial substrate and inoculated with the AMF Glomus intraradices and Glomus mosseae. Own-rooted transgenic lines had significantly higher chitinase activities in their leaves and roots compared to non-transgenic Pinova. Both of the own-rooted transgenic lines showed significantly fewer symptoms of scab infection as well as significantly lower root colonization by AMF. Biomass production was significantly reduced in both own-rooted transgenic lines. Rootstock M9 influenced chitinase activities in the leaves of grafted scions. When grafted onto M9, the leaf chitinase activities of non-transgenic Pinova (M9/Pinova) and transgenic lines (M9/T386 and M9/T389) were not as different as when grown on their own roots. M9/T386 and M9/T389 were only temporarily less infected by scab than M9/Pinova. M9/T386 and M9/T389 did not differ significantly from M9/Pinova in their root chitinase activities, AMF root colonization and biomass
A review on bioactive compounds in blackcurrants (Ribes nigrum L) and their potential health-promoting properties
No full textMethodenentwicklung zur Herstellung cisgener Apfelpflanzen
Get PDFDie vorliegende Dissertation behandelt die Entwicklung von Methoden zur Herstellung cisgener Apfelpflanzen. Da die klassische Apfelzüchtung ein langwieriger Prozess ist, bietet das kürzlich vorgestellte cisgenetische Konzept eine vielversprechende Möglichkeit, um resistente Apfelsorten in relativ kurzer Zeit zu produzieren. Die Hauptziele der vorliegenden Arbeit sind: (1) die Entwicklung eines cisgenetischen Ansatzes unter Verwendung eines Clean Vector Technologie Verfahrens auf Basis eines hitzeinduzierbaren Flp/FRT Rekombinasesystems; (2) die Identifizierung des Rvi15 Schorfresistenzgens von GMAL 2473, um ein weiteres apfeleigenes Resistenzgen für Transformationen verfügbar zu machen und (3) die Anwendung des apfeleigenen Transkriptionsfaktor-kodierenden Gens MYB10 als potentiellen morphologischen Marker.
Im den ersten beiden Teilen der Arbeit wurden die Apfelsorten \u27Brookfield Baigent\u27, \u27Mitchgla\u27, \u27Novajo\u27 und \u27Pinova\u27 durch einen cisgenetischen Ansatz gentechnisch verändert. Dabei wurde das apfeleigene Schorfresistenzgens Rvi6 aus der Wildapfelakzession Malus floribunda No. 821 in diese Sorten übertragen. Durch die Anwendung eines Monitoringvektors konnten im Vorfeld drei neue Methoden zur Aktivierung des hitzeinduzierbaren Flp/FRT Rekombinasesystems etabliert und das System durch Expressionsanalysen molekular genauer charakterisiert werden. Bei den neuen Methoden erfolgte die Hitzebehandlung von Blättern bzw. Blattexplantaten bei 42 °C für 4 h bei 100 % Luftfeuchte (Methode „Feuchtekammer“), auf festem Nährmedium (Methode „Mediumplatte“) bzw. in Flüssigkeitkeit (Methode „ddH2O“/„MSO“).
Zwei cisgene Apfellinien, iM879-68 und iM946-193, wurden erzeugt. Die cisgene Linie iM879-68 der Sorte \u27Pinova\u27 wurde mit Methode „Feuchtekammer“ und die cisgene Linie iM946-193 der Sorte \u27Brookfield Baigent\u27 mit der Methode „MSO“ generiert. Beide cisgene Linien zeigten einen einzelnen T-DNA-Integrationsort. Das präzise Ausschneiden der Rekombinasekassette aus der im Apfelgenom integrierten T-DNA wurde per Sequenzierung belegt. Beide cisgene Linien besaßen eine verbesserte Schorfresistenz gegenüber dem Venturia inaequalis Isolat 104 (Rasse 1) im Gewächshaus und zeigten ein vergleichbares Rvi6 mRNA-Expressionlevel zu traditionell gezüchteten Rvi6 tragenden Sorten. Die vorliegende Arbeit belegt die erstmalige Produktion cisgener Apfelpflanzen über Anwendung des Flp/FRT Rekombinasesystems.
Im dritten Teil der Arbeit wurde die Präsenz der drei Schorfresistenzkandidatengene Vr2-A, Vr2-B und Vr2-C des Rvi15 Locus in gewählten schorfresistenten und schorfanfälligen Nachkommen einer Kartierungspopulation GMAL2473 × M.×domestica \u27Golden Delicious\u27 durch einem PCR-basierten Ansatz untersucht. Fünf analysierte Sämlinge der Kartierungspopulation zeigten eine Rekombination innerhalb des Rvi15 Locus. Da in allen begutachteten schorfresistenten und schorfanfälligen Nachkommen die drei Schorfresistenzkandidatengene anwesend bzw. abwesend waren, konnte keines der drei Kandidatengene als Schorfresistenz vermittelndes Gen identifiziert werden.
Der vierte Teil der Arbeit fokussierte das apfeleigene MYB10 Gen, von dem ein natürliches Allel (MYB10 (R6)) eine sichtbare Anthocyananreicherung in allen Geweben des Apfels verursacht. Das MYB10 (R6) Allel weist eine Insertion im Promotor des MYB10 Gens auf, ursächlich für die Autoinduktion der MYB10 Genexpression. Das Vorkommen des MYB10 (R6) Allels wurde in genetischen Ressourcen des Apfels artübergreifend untersucht. Diese molekularen Daten wurden mit phänotypischen Daten zur Fruchtfleischfarbe und roter Pigmentierung abgeglichen. Für eine Vielzahl von Akzessionen und Sorten wurde ein definierter Abschnitt des MYB10 Promotors sequenziert und offenbarte drei verschiedene MYB10 Promotorhaupttypen: das am häufigsten vorkommende MYB10 (R1) Allel, das MYB10 (R6) Allel und das bisher unbekannte ~1 kb MYB10 Allel. Alle rotfleischigen Akzessionen der Malus Sammlung der Obstgenbank Dresden besaßen das MYB10 (R6) Promotorallel und sind Apfelarten zugeordnet, die ursprünglich in Asien beheimatet waren. Ein Regenerationsversuch mit MYB10 (R6) transgenen Apfellinien zeigte eine eingeschränkte Verwendbarkeit des MYB10 (R6) Allels als morphologischen Marker für die Sorte \u27Pinova\u27. This thesis studies the development of methods to generate cisgenic apple plants. As classical apple breeding is a time consuming process, the concept of cisgenesis, recently presented, is a promising opportunity to develop resistant apple cultivars in a relatively short time frame. The major objectives of this study are (1) to develop a cisgenic approach via the Clean Vector Technology exploiting a heat inducible Flp/FRT recombinase system, (2) to identify a further apple specific scab resistant gene Rvi15 of GMAL 2473 to be used in transformations, and (3) to utilize the apple specific transcription factor coding gene MYB10 as a potential morphological marker. In the first two parts, the apple cultivars \u27Brookfield Baigent\u27, \u27Mitchgla\u27, \u27Novajo\u27 and \u27Pinova\u27 were genetically engineered in a cisgenic approach using the apple own scab resistance gene Rvi6 of the wild apple accession Malus floribunda No. 821. In Advance, three new methods to activate the heat inducible Flp/FRT recombinase system were tested by means of a monitoring vector, and a molecular characterisation of the system followed by analysing the expression of transferred genes. During the new methods, heat induction treatment of leaves/leaf explants was conducted at 42 °C for 4 h at 100 % humidity (method “wet chamber“), on solid media (method “plate surface”) and in liquid media (method “ddH2O”/”MSO”). Two cisgenic apple lines were generated, namely iM879-68 and iM946-193. Cisgenic line iM879-68 of the cultivar \u27Pinova\u27 was produced using the method “wet chamber” and cisgenic line iM946-193 of the cultivar \u27Brookfield Baigent\u27 was produced using the method “MSO”. Both cisgenic lines showed one T-DNA integration site. The correct excision of the recombinase cassette out of theT-DNA located in the apple genome was confirmed by sequencing. Both cisgenic lines were proofed to be resistant against Venturia inaequalis isolate 104 (race 1) in greenhouse tests and showed Rvi6 expression levels comparable to traditional bred Rvi6 harbouring cultivars. This study reports for the first time about generation of cisgenic apple plants based on a Flp/FRT recombinase system.In the third part, the candidate genes Vr2-A, Vr2-B and Vr2-C at the Rvi15 locus were investigated by PCR in selected scab resistant, respectively scab susceptible descendants of a mapping population GMAL 2473 × M. ×domestica \u27Golden Delicious\u27. Five investigated seedlings of the mapping population showed a recombination event within the Rvi15 locus. Due to the presence of the three candidate genes in all investigated resistant descendants and the absence of the three candidate genes in all investigated susceptible descendants, none of the candidate genes was identified as the resistance mediating gene. In the fourth part, the MYB10 gene of apple, exhibiting a natural allele (MYB10 (R6)) that causes a visible anthocyanin accumulation in all tissues of apple, was used. The MYB10 (R6) allele has an insertion in the promoter region of the MYB10 gene, responsible for autoinduction of the MYB10 gene expression. The incidence of the MYB10 (R6) allele was studied in genetic resources of the genus Malus. These molecular data were compared to phenotypic data for fruit flesh colour and red pigmentation. A defined promoter region of MYB10 was sequenced for numerous apple accessions and cultivars and revealed three main types of the MYB10 promoter: the most frequent MYB10 (R1) allele, the MYB10 (R6) allele and the previously unknown ca. 1 kb MYB10 allele. All red fleshed accessions of the Malus genebank collection carried the MYB10 (R6) allele and belong to Malus species native to Asia. A regeneration experiment with MYB10 (R6) transgenic apple lines showed a restricted usability of the MYB10 (R6) allele as a morphological marker for the cultivar \u27Pinova\u27
Ivan Vladimirovič Mičurin – a life for fruit breeding
Get PDFAls einer der bedeutendsten Obstzüchter weltweit gilt Ivan Vladimirovič Mičurin. Dieser Artikel befasst sich mit seinen wissenschaftlichen Leistungen, seinen Erkenntnissen sowie Erfahrungen, die auch für eine moderne Obstzüchtung von Bedeutung sind. Gleichzeitig wird ein Überblick über sein Leben gegeben. DOI: 10.5073/JfK.2014.01.03, https://doi.org/10.5073/JfK.2014.01.03One of the most famous fruit breeders worldwide was Ivan Vladimirovič Mičurin. This paper is focusing on his scientific achievements as well as on knowledge and experiences which are still of interest in modern fruit breeding. At the same time an overview on his life is given. DOI: 10.5073/JfK.2014.01.03, https://doi.org/10.5073/JfK.2014.01.0
Die Aufgaben des Institutes für Züchtungsforschung an gartenbaulichen Kulturen und Obst am Standort Dresden-Pillnitz
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Biodiversität im Wirt-Pathogen-System Apfel/ Apfelmehltau (Malus spp./ Podosphaera leucotricha (Ell. & Ev.) E.S. Salmon): Variabilität des Apfelmehltaus auf molekularer Ebene, in der Virulenz auf Malus-Genotypen mit pyramidisierten Resistenzen sowie in Cytochrom b-bedingter Strobilurinresistenz
Get PDFDas Ziel dieser Arbeit war es, relevante Informationen über die Variabilität des Apfelmehltau zu erlangen, um diese in der Resistenzzüchtung beim Apfel zu nutzen. Dabei wurde zum einen die Virulenz einer Auswahl von Isolaten auf einem Malus-Sortiment getestet, zum anderen wurden Proben des Pathogens auf molekularer Ebene mit Markern untersucht, um die genetische Variabilität festzustellen. Ein dritter Teil der Arbeit befasste sich mit der Untersuchung, ob die in anderen Pathogenen auftretende Strobilurin-Fungizid-Resistenz (G143A), die auf einer Mutation im Pathogen beruht, auch beim Apfelmehltau auftritt. Zwölf Isolate von Podosphaera leucotricha wurden auf einem Sortiment von 41 Malus-Genotypen getestet. Anfällige Kontrollsorten wurden in erster Linie mit Genoytpen verglichen, die die beschriebenen Mehltauresistenzen tragen, desweiteren mit Wildarten und Sorten, die als resistent oder gering anfällig gelten. Bei den Testungen hat sich gezeigt, dass alle zwölf Mehltau-Isolate sich in ihrer Virulenz unterscheiden. Somit erscheint die Variabilität als sehr hoch. Auch Isolate, die aus einer Knospe stammten, waren deutlich unterschiedlich. Auf der Pflanzenseite haben die Versuche gezeigt, dass die beschriebenen Resistenzen in D12 (Pld), MIS (Plmis) und 'White Angel' (Plw) gegenüber den getesteten Isolaten voll wirksam waren, es konnten keine Infektionen stattfinden. Anders sah die Situation bei den Resistenzen aus M. x robusta (Pl1) und M. zumi (Pl2) aus. Die Referenzgenotypen für diese Resistenzen (A142/5 und M. zumi 274) konnten von fast allen Isolaten infiziert werden, die Resistenzen wurden deutlich überwunden. Auch in der Literatur wurde berichtet, dass schon im Feld virulente Isolate auf Pl1- und Pl2-Genotypen auftraten. Neben den Referenzgenotypen wurden Nachkommen einer Kreuzung zwischen einem Pl1- und einem Pl2-Träger getestet, die die Gene teilweise in Kombination tragen. Es hat sich gezeigt, dass diese deutlich unterschiedlich zu den Referenzgenotypen reagierten: Genoytpen mit den einzelnen Genen zeigten zwar Befall, waren aber weniger anfällig als die Referenzen. Die Genotypen, die beide Gene in Kombination trugen, waren weitgehend resistent. Die Ergebnisse machen wahrscheinlich, dass die Pl1- und Pl2-Resistenzen nicht monogen bedingt sind, sondern durch mehrere Gene in Interaktion wirken. Das Pyramidisieren von Resistenzgenen scheint eine wirksame Methode zu sein, um Pflanzen vor virulenten Isolaten zu schützen, selbst wenn die einzelnen Resistenzgene bereits wirkungslos geworden sind. Dabei scheinen additive Effekte der verschiedenen Gene zusätzlichen Schutz zu bieten. Es wurden molekulare AFLP-Marker entwickelt, mit denen eine Sammlung von 27 Isolaten aus Europa, China und Indien untersucht werden konnte. Der auf den Markerdaten basierende Stammbaum unterteilt die Isolate in zwei getrennte Hauptgruppen, wobei keine offensichtliche Korrelation zu Herkunft, Primär- oder Sekundärbefall oder dem Grad der Aggressivität der Isolate erkennbar war. Wodurch die Unterteilung in diese zwei Gruppen bedingt ist, ist unklar. Auffällig war, dass die Isolate in Gruppe 1 sehr viel mehr Homogenität aufwiesen als die der Gruppe 2. Auch Feldproben von verschiedenen Standorten in Europa, China und Indien, die mit RAPD- und SCAR-Markern untersucht wurden, wiesen die Aufteilung der Proben in zwei getrennte Gruppen auf, dabei war Gruppe 2 in diesem Fall in zwei deutliche Untergruppen unterteilt, deren eine (2-2) nur Feldproben und keins der Isolate enthielt. Ähnlichkeiten dieser Ergebnisse mit Erkenntnissen über den Rebenmehltau wurden diskutiert. Hinsichtlich der Fungizidresistenz war es das Ziel dieser Arbeit herauszufinden, ob eine Mutation im Cytochrom b-Gen von P. leucotricha zu Resistenz gegenüber Strobilurin-Fungiziden führt, wie es bei anderen Pflanzenpathogenen beobachtet wurde. Die Untersuchungen auf molekularer Ebene zeigten eine hohe Variabilität in der betreffenden Region des Genes. Alle getesteten Isolate waren heteroplasmatisch für die G143A-Mutation. Dies galt sowohl für Isolate die erst kürzlich von Strobilurin-behandelten Bäumen gewonnen wurden, als auch für solche, die bereits mehrere Jahre ohne Fungizide in Kultur gehalten worden waren. Der Anteil von resistenten und Wildtyp-Formen innerhalb eines Isolates variierte zwischen verschiedenen Isolaten, unabhängig von ihrer Herkunft. Sensitivitätstests und Keimtests mit Trifloxystrobin für drei Isolate zeigte auch Unterschiede in der Reaktion der Isolate gegenüber dem Fungizid. Ein Isolat war fähig, unter sehr viel höheren Konzentrationen des Fungizides zu wachsen als die beiden anderen. Bei einer Konzentration, die 10-fach höher war als die empfohlene Feldkonzentration, konnte immer noch 18% Keimung beobachtet werden. Aufgrund der hier gewonnen Daten scheint die G143A-Mutation im Apfelmehltau weit verbreitet zu sein, jedoch möglicherweise unabhängig von der Anwendung von Strobilurin-Fungiziden. In der Regel führt erst eine häufige Awendung von Fungiziden zu der Entwicklung oder Selektion von resistenten Formen. Um eine Selektion besonders resistenter Formen zu vermeiden, sollten die Richtlinien zur Anwendung der Strobilurine streng eingehalten werden, d.h. Einsatz der Mittel nur in Kombination mit Kontaktfungiziden und eine Vermeidung wiederholter Anwendungen.The objective of this work was to gain new information about the variability of apple powdery mildew relevant for their usage in apple resistance breeding. A selection of isolates has been tested for their virulence on a collection of Malus-genotypes and greater numbers of samples of the pathogen have been screened with molecular markers for their variability. A third part of this work was concentrated on the question whether the strobilurin-fungicide-resistance G143A, which can be found in other pathogens, is also present in apple powdery mildew. Twelve isolates of Podosphaera leucotricha have been tested on a collection of 41 Malus genotypes. The collection included, besides susceptible controls, mostly genoytpes which are known to carry well described mildew resistance genes but also wild species and cultivars which are considered to be resistant or moderately susceptible. The tests have shown that all isolates differ in their virulence and thus proved the variability to be quite high. Also isolates differed clearly although they originated from a single bud. On the plant side the experiments have confirmed the effectiveness of the known resistances in the genotypes D12 (Pld), MIS (Plmis) and 'White Angel' (Plw). No infection has been observed on these genotypes with the tested isolates. The results for the resistances from M. x robusta (Pl1) and M. zumi (Pl2) were different. The reference genotypes for these major resistances (A142/5 and M. zumi 274) could be infected by most of the isolates, the resistances were clearly overcome. Similar findings of virulent isolates on Pl1- and Pl2-genotypes in the field have been published. Apart from the reference genotypes also progeny of a cross between Pl1- and Pl2-genotypes have been tested, which partly carry the resistance genes in combination. The results showed that these plants reacted differently than the reference genotypes: plants with the single genes also showed infection but were less susceptible. Genoytpes which carried the two genes in combination were in contrast mainly resistant. These results suggest that the Pl1- and Pl2-resistances are probably not monogenic but the result of several interacting genes. Pyramiding of resistances appears to be an effective method to protect plants from virulent isolates even if the single resistances have been overcome. Possibly additive effects from the different genes offer the additional protection against the pathogen. Molecular AFLP-markers have been developed and applied on a collection of 27 isolates from Europe, China and India. Pedigrees have been produced based on the marker data which separate the isolates into two distinct groups. There has been no clear correlation between origin of the isolates, primary or secondary infection type or degree of aggressiveness. It is unclear by what the determination into the two groups is caused. It was noticeable that isolates in group 1 showed much more homogeneity than isolates in group 2. Moreover, field samples from different locations in Europe, China and India have been analysed with RAPD- and SCAR-markers and showed the same division into two separate groups, of which group 2 appeared subdivided into two subgroups. Subgroup 2-2 included only field samples and no isolates. Similarities between these results and findings for grape powdery mildew have been discussed. Regarding the fungicide resistance the objective of this work was to find out whether a mutation in the mitochondrial cytochrome b-gene of P. leucotricha leads to resistance against strobilurin fungicides, as has been shown for other pathogens. Molecular analyses showed a high variability in the corresponding region of the gene. All isolates tested were heteroplasmatic for the G143A-mutation. This has been shown both for isolates sampled from trees recently treated with strobilurin fungicides and for isolates which have been cultivated without fungicide contact for several years. The proportion of resistant and wildtype forms within a single isolate varied between the isolates regardless to their origin. Sensitivity tests and germination tests with three isolates also showed differences in the reaction to the fungicide. One isolate has been able to grow under much higher fungicide concentrations than the two others. At a concentration ten times higher than the recommended field concentration still 18% of the spores were able to germinate. The results suggest that the G143A-mutation is prevalent in apple powdery mildew but maybe independent from a previous application of strobilurin fungicides. Normally the frequent application of fungicides leads to development or selection of resistant forms of the pathogens. To prevent the selection of highly resistant strains the guidelines for fungicide application should be followed strictly: strobilurins should be used only in combination with contact fungicides and repeated application should be avoided
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