Züchtung von Industrieroggen zur Bioethanolgewinnung

Abstract

Ziel der Arbeit war die Bewertung von Roggen als Rohstoff für die Bioethanolproduktion. Ausgangspunkt war die Erfassung der genetischen Variabilität im Roggen hinsichtlich der Hauptmerkmale Kornertrag, Stärkeertrag, Stärkegehalt, Proteingehalt und Pentosangehalt. Für die Evaluierung wurde eine Kollektion, bestehend aus 102 Roggenlinien und –sorten, zusammengestellt. Dieses Material konnte erfolgreich für die Entwicklung von Kalibrierungskurven zur Bestimmung von Stärke- und Proteingehalt mittels Nahinfrarot-Spektroskopie herangezogen werden. Die Kalibrierungskurven wurden im Projekt für die Evaluierung des Versuchsmaterials genutzt, sollen aber zukünftig durch die Integration weiterer Roggengenotypen optimiert werden. Elterliche Roggenlinien der Züchter KWS Lochow GmbH (32 Pollen- und 4 Saateltern) und HYBRO Saatzucht GmbH & Co. KG (23 Saat- und 6 Polleneltern) wurden mit molekularen Markern (AFLP (Amplified Fragment Length Polymorphism) und Mikrosatelliten = SSR (Simple Sequence Repeat)) auf DNA-Polymorphismen gescreent. Aus den Elternlinien wurden in faktoriellen Kreuzungsplänen Hybriden erzeugt und zunächst einjährig für das Erntejahr 2005 zur Erfassung von agronomischen Merkmalen an 6 (KWS Lochow) bzw. 5 (HYBRO) Standorten in Deutschland und Polen angebaut. Es konnten für den Stärkegehalt als auch für weitere agronomische Merkmale zahlreiche assoziierte Marker gefunden werden. Die Versuche der HYBRO wurden für das Erntejahr 2006 an 4 Standorten wiederholt. Eine Vielzahl AFLP- und SSR-Marker zeigte einen Zusammenhang mit dem Phänotyp der Hybriden. Für den Proteingehalt und Braunrost konnte jeweils ein Marker gefunden werden, der bereits im Versuchsjahr 2005 eine Beziehung zu dem agronomischen Merkmal zeigte. Des Weiteren wurden Primer für Kandidatengene der Stärkebiosynthese aus verwandten Arten entwickelt und in allen Saat- und Polleneltern untersucht. Die gefundenen Polymorphismen erwiesen sich als unzureichend für die Verwendung innerhalb einer Assoziationsstudie. Wahrscheinlich befinden sich die amplifizierten Genabschnitte in Regionen, die essentiell an der Stärkebiosynthese beteiligt sind.