Vaterschaftsanalyse in der Kirschen- Samenplantage Liliental - BFW

Vaterschaftsanalyse in der Kirschen-
Samenplantage Liliental: Welcher Vater ist
schuld für Qualitätsschwankungen?
Dounavi, A., Karopka M.

ü� Einleitung
ü� Fragestellung
ü� Arbeitsplan
ü� Material und Methoden
Gliederung
ü� Ergebnisse - Empfehlungen
1

Kirschen-Samenplantage Liliental:
- Begründung der Fläche: 1963
Einleitung
- Flächengrösse: 1,2ha, erweitert bis 3,2ha
- Klonmaterial: vegetativ vermehrte Nachkommen von ausgelesenen Plusbäumen
aus dem süd- und mitteldeutschen Verbreitungsgebiet: 56 Klone, jeweils 12 Ramets
- Samenproduktion: pro Jahr etwa 1.200 kg Kirschen bzw. etwa 200 bis 250 kg
Kerne
- Kritik: schlechte Qualität von nachgezogenen Sämlingen
2

Material - Methoden
Material:
• 56 Klone Plantage Liliental
• Aus 15 ausgewählten Mutterbäumen, je 50 Nachkommen
(Jahre 2008, 2010)
• Aus 5 Anbauten (Karlsbad, Östringen, Radolfzell, Sulz, Nagold), je
25-30 Individuen
Methoden:
• Nukleare Mikrosatelliten-Marker: BPPCT_34, BPPCT_40,
UDP96_005, UDP98_410, UDP98_411
• Elternschaftsanalyse: Famoz (Gerber et al., 2003)
• Genetische Strukturen verschiedener Flächen: Genalex (Peakall and
Smouse, 2006), FSTAT (Goudet 1995).
• Qualitätskontrolle: Schaftsform
5

Ergebnisse
• Elternschaftsanalyse
– Ausschlusswahrscheinlichkeit über alle Marker: 0.999 (2008), 0.998 (2010)
– Bewertung der Marker nach Ausschlusswahrscheinlichkeit: BPPCT_034,
BPPCT_040, UDP96_005, UDP98_410, UDP98_411 (für beide Jahre)
– Jahr 2008: Fremdpollenkontamination bei 42.3%
» Im Jahr 2009 wurden alle Kirschen im Radius von 500-1000m entfernt
– Jahr 2010: Fremdpollenkontamination bei 20%
6

Ergebnisse
• Elternschaftsanalyse
1. Karlsbad (miserabel): 40% keinen Vater in Liliental, 20% auch keine Mutter in
Liliental
2. Östringen (schlecht): 20% keinen Vater in Liliental
3. Radolfzell (gut): beide Eltern in Liliental
4. Sulz (schlecht): 6.6% keinen Vater in Liliental
5. Nagold (gut): 2.7% keinen Vater in Liliental
6. Liliental
7

Allele Frequency at Locus3 for Pop1 (n=22)
144
0%
148
0%
146
9%
138
16%
136
32%
Ergebnisse
Genetische Strukturren verschiedener Flächen
Allele Frequency at Locus3 for Pop3 (n=30)
144
7%
122 148
0%
146 132
17% 13%
138
43%
128
0%
134
0%
136
20%
Karlsbad Östringen
122
4% 128
0%
132
32%
134
7%
Allele Frequency at Locus3 for Pop2 (n=25)
Radolfzell Sulz Nagold Liliental
Allele Frequency at Locus3 for Pop4 (n=30)
144
5%
148
0%
146
15%
138
35%
122
2% 128
0%
132
18%
136
25%
134
0%
146
144 4%
4%
138
20%
148
0%
136
30%
122
6%
128
0%
132
36%
134
0%
Allele Frequency at Locus3 for Pop5 (n=35)
144
6%
146
148
11%
0%
138
30%
136
21%
122
11%
128
2%
132
19%
134
0%
Allele Frequency at Locus3 for Pop6 (n=55)
144
6%
138
34%
122
7%
148
1%
146
17%
128
0%
132
20%
136
15%
134
0%
8

Pop Locus N Na Ne Ho He Fis
1 1 22 8 4,31 0,81 0,77 -0,066
2 22 10 5,44 0,72 0,81 0,109
3 22 6 4,12 0,64 0,76 0,160
4 22 7 3,48 0,82 0,71 -0,148
5 22 7 2,44 0,55 0,59 0,077
2 1 25 6 3,15 0,80 0,68 -0,172
2 25 7 4,49 0,72 0,78 0,074
3 25 6 3,75 0,64 0,73 0,128
4 25 6 3,00 0,60 0,67 0,101
5 25 8 3,72 0,92 0,73 -0,258
3 1 30 6 4,05 0,90 0,75 -0,195
2 28 7 5,30 1,00 0,81 -0,232
3
30 5 3,60 0,73 0,72 -0,167
4 30 5 1,94 0,57 0,49 -0,102
5 30 4 1,83 0,50 0,45 0,048
Ergebnisse
Genetische Variation innerhalb der Flächen
Pop Locus N Na Ne Ho He Fis
4 1 30 7 3,77 0,70 0,74 0,048
2 28 8 5,48 0,82 0,82 -0,005
3 30 6 4,10 0,80 0,76 -0,058
4 30 4 2,97 0,80 0,66 -0,206
5 30 6 1,73 0,47 0,42 -0,102
5 1 35 7 4,15 0,80 0,76 -0,054
2 35 8 4,67 0,74 0,79 0,055
3 35 7 5,00 0,71 0,80 0,107
4 35 6 2,80 0,71 0,64 -0,112
5 35 5 1,94 0,54 0,48 -0,120
6 1 55 7 3,92 0,65 0,74 0,122
2 55 11 5,81 0,85 0,83 -0,032
3 55 7 4,68 0,67 0,79 0,145
4 55 5 2,90 0,64 0,65 0,021
5 55 7 2,36 0,52 0,58 0,085

Ergebnisse
Genetische Differenzierung zwischen Flächen (FST-Werte)
1. Karlsbad (miserabel),
2. Östringen (schlecht),
3. Radolfzell (gut),
4. Sulz (schlecht),
5. Nagold (gut),
6. Liliental (gut)
pop 1 2 3 4 5
1
2 0.0098
3 0.0921* 0.0735*
4 0.0291* 0.0248* 0.0184*
5 0.0151* 0.0147* 0.0669* 0.0087
6 0.0231* 0.0124* 0.0108 0.0092 0.0026
10

Axis 3
Ergebnisse
Pop2
Principal Coordinates (2 vs 3)
Pop3
Axis 2
Pop1
1. Nachkommen_2008
2. Karlsbad (miserabel),
3. Östringen (schlecht),
4. Radolfzell (gut),
5. Sulz (schlecht),
6. Nagold (gut),
7. Liliental (gut)
Pop5
Pop6Pop7
Pop4
11

1. Karlsbad (miserabel),
2. Östringen (schlecht),
3. Radolfzell (gut),
4. Sulz (schlecht),
5. Nagold (gut),
6. Liliental (gut)
Liliental
Liliental
Nagold
Ergebnisse
Population Assignment for Pop1 vs. Pop6
-10 -8 -6 -4 -2
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
-9
0
Karlsbad
Population Assignment for Pop3 vs. Pop6
-12 -10 -8 -6 -4 -2
-2
0
0
-4
-6
-8
-10
Population Assignment for Pop4 vs. Pop5
-10.000 -8.000 -6.000 -4.000 -2.000
0.000
-1.0000.000
-2.000
-3.000
-4.000
-5.000
-6.000
-7.000
-8.000
-9.000
-10.000
Liliental
Liliental
Population Assignment for Pop2 vs. Pop6
-10 -8 -6 -4 -2 0
-2
Oestringen
Population Assignment for Pop4 vs. Pop6
-10 -8 -6 -4 -2
0
-1
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
-9
-10
0
Radolfzell Sulz
Liliental
Population Assignment for Pop5 vs. Pop6
-10 -8 -6 -4 -2
0
-1 0
-2
-3
-4
-5
-6
-7
-8
-9
Sulz Nagold
0
-4
-6
-8
-10
-12
12

Zusammenfassung
• Pollenkontamination in der Liliental-Samenplantage: grosse
Unterschiede zwischen Jahren; die Entfernung von Kirschen in einem
Radius von 500m hat den Fremdpollenanteil zur Hälfte reduziert
• Flächen schlechter Qualität Karlsbad, Östringen weisen
unterschiedliche genetische Strukturen als die Liliental-Fläche auf:
grosser Anteil Fremdpollen, Zumischung mit fremdem Saatgut
• Fläche guter Qualität Radolfzell und Nagold und Fläche
schlechter Qualität Sulz genetisch ähnlich mit Liliental-Fläche:
Einfluss von waldbaulichen Behandlungen oder anderen Ereignissen
an die Qualität der Flächen?
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Thank you
for your attention !