JOURNAL FÜR KULTURPFLANZEN, 65 (7). S. 262–272, 2013, ISSN 1867-0911, DOI: 10.5073/JFK.2013.07.02 VERLAG EUGEN ULMER KG, STUTTGART 262 Originalarbeit Erweiterung der genetischen Basis der Resistenz des Weizens ( Triticum aestivum) gegen Braunrost (Puccinia triticina f. sp. tritici) Broadening the genetic base of leaf rust (Puccinia triticina f. sp. tritici) resistance in wheat ( Triticum aestivum) Albrecht Serfling 1,2 , Ilona Krämer 1 , Dragan Perovic 1 , Frank Ordon 1 Institut Julius Kühn-Institut – Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz, Quedlinburg 1 Interdisziplinäres Zentrum für Nutzpflanzenforschung (IZN), Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Halle (Saale) 2 Kontaktanschrift Dr. Albrecht Serfling, Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz, Erwin-Baur-Str. 27, 06484 Quedlinburg, E-Mail: albrecht.serfling@jki.bund.de, Interdisziplinäres Zentrum für Nutzpflanzenforschung (IZN), Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Hoher Weg 8, 06120 Halle (Saale) Zur Veröffentlichung angenommen 2. Mai 2013 Zusammenfassung Braunrost (Puccinia triticina f. sp. tritici) ist von weltwei- ter Bedeutung und führt beim Anbau anfälliger Sorten zu Ertragsverlusten bis zu 60%. Die kostengünstigste und umweltfreundlichste Art diese zu vermeiden, ist der An- bau resistenter Sorten. Um zunächst Informationen über die Nutzbarkeit von Braunrostresistenzgenen in Deutsch- land zu gewinnen, wurden nahe isogene Linien (NILs) mit unterschiedlichen Braunrostresistenzgenen (Lr), un- tersucht. Dabei konnte für die Resistenzgene Lr2c, Lr3a, Lr3bg, Lr3ka, Lr10, Lr13, Lr14a, Lr15, Lr17, Lr20, Lr26, und Lr37 in Feldversuchen das Vorkommen und die Ent- wicklung virulenter Isolate innerhalb der Braunrostpo- pulation nachgewiesen werden, so dass nur noch wenige voll wirksame Resistenzgene zur Verbreiterung der gene- tischen Basis der Braunrostresistenz im Winterweizen- sortiment zur Verfügung stehen, z.B. Lr9 oder Lr24. Im Rahmen der Evaluierung und Nutzbarmachung pflanzen- genetischer Ressourcen konnte jedoch in Einkorn (Triticum monococcum) rassenunspezifische, prähaustorielle Resis- tenz gegenüber Braunrost nachgewiesen werden. Wei- tergehende Analysen zeigten, dass diese mit erhöhter Peroxidaseaktivität und Aktivität des abwehrrelevanten Gens Pr1 in Verbindung steht sowie mit einer beschleu- nigten Anreicherung von phenolischen Substanzen, H 2 O 2 sowie Lignin und auf diese Weise die Bildung von Haus- torienmutterzellen deutlich verringert bzw. unterbunden wird. Um diese Resistenz beschleunigt in den Brotweizen (Triticum aestivum) zu übertragen, wurde eine gene- tische Karte mit einer Größe von 680,6 cM bestehend aus 371 Markern erstellt, welche gemeinsam mit der momen- tan laufenden Phänotypisierung entsprechend segregie- render F 2 /F 3 -Generationen die Identifikation von Quan- titative trait loci (QTL) für die prähaustorielle Resistenz im Einkorngenom ermöglicht und damit die markerge- stützte Übertragung dieser horizontal wirksamen Resis- tenz in den Brotweizen. Stichwörter: Weizen, Puccinia triticina, Triticum monococccum, Braunrostresistenz, Pre-Breeding Abstract Leaf rust (Puccinia triticina f. sp. tritici) causing yield losses up to 60% in susceptible cultivars is of worldwide importance. The most cost efficient and environmental sound way to avoid these losses is growing of resistant cultivars. In order to get information on the usability of leaf rust resistance genes (Lr-genes) in Germany, near isogenic lines (NILs) carrying different resistance genes were investigated. Virulent isolates were detected on NILs carrying the Lr-genes Lr2c, Lr3a, Lr3bg, Lr3ka, Lr10, Lr13, Lr14a, Lr15, Lr17, Lr20, Lr26, and Lr37 in field trials. In summary only very few Lr-genes (i.e. Lr9 and