Genomik und Phänomik österreichischer Käferbohnen-Herkünfte mit dem Fokus auf Hitzetoleranz

Während der Blüte und der Hülsenbildung ist die Käferbohne anfällig für Hitzestress und reagiert in Folge mit dem Abwerfen der Blüten sowie Hülsen. Hitzetolerante Sorten sind der Schlüssel zu einer nachhaltigen Langzeitstrategie im Käferbohnen-Anbau in Österreich. Im Forschungsprojekt CharAccess wurden jene Akzessionen (Genbankmuster) von Käferbohnen genetisch und phänotypisch charakterisiert, die in der Genbank der Österreichischen Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES) lagern. Unter der Leitung der AGES waren das Austrian Institute of Technology GmbH (AIT) und die Saatzucht Gleisdorf GesmbH am Projekt beteiligt. Insgesamt wurden 84 Genbankmuster gemeinsam mit zehn Sorten genetisch mittels DNA-Sequenzierung (Genotyping-by-Sequencing) analysiert. Um die Hitzetoleranz ausgewählter Muster und der zehn Sorten im Vergleich zur in der Steiermark häufig angebauten Sorte „Bonela“ zu testen, wurden 264 Pflanzen im Glashaus über vier Wochen täglich einem vierstündigen Hitzestress von 35 °C ausgesetzt. Im Glashaus aufgestellte Bienenvölker stellten die für die Hülsenbildung notwendige Bestäubung sicher. Die ausgebildeten Blüten und Hülsenansätze, die Entwicklung der Hülsen und der Bohnenertrag wurden genau dokumentiert. Wie zu erwarten führte Hitzestress zu einem Abwerfen von Blüten und Hülsen, mit Ausnahme von bereits gut ausgebildeten Hülsen. Die Pflanzen hörten auch größtenteils zu blühen auf. Es zeigte sich, dass im Rahmen des Versuchsaufbaus von CharAccess neun Genbankmuster und eine alte Sorte besser mit der Hitze zurechtkamen als die Sorte „Bonela“. Eine Diversitäts- und Verwandtschaftsanalyse anhand der genetischen Daten erlaubte Rückschlüsse auf die Verwandtschaftsstruktur der untersuchten Genbankmuster und Sorten. Die Kombination von Genetik und Pflanzenmerkmalen in einer Phänotyp-Genotyp-Korrelation liefert die Basis für die zukünftige Entwicklung genetischer Marker, welche mit einer bestimmten Eigenschaft verbunden und daher wertvolle Hilfsmittel für die Züchtung hitzetoleranter Sorten sind.