Das Vorhaben zielt auf die effektive Züchtung und Selektion kolumnarer Apfelsorten sowie auf die Entwicklung hocheffizienter Methoden der frühen Selektion einer Kombination von Kolumnarwuchs und anderen gewünschten Eigenschaften ab. Dazu gehören die Entwicklung von vollständig (100%) gekoppelten Markern für das Kolumnargen (Co-Gen), die Abschätzung der Vererbung von Krebstoleranz und die Entwicklung und Testung eines Marker-gestützten Multiplexverfahrens, das eine sehr frühe Prüfung im Sämlingsstadium auf das Vorhandensein einer Kombination von gewünschten Eigenschaften ermöglicht.
Die kolumnare Wuchsform beim Apfel ist eine zufällig entdeckte natürliche Mutation eines Genes. Kolumnarsorten bieten durch den aufrechten Wuchs und das fast völlige Fehlen langer Seitentriebe enorme arbeitswirtschaftliche Vorteile. Das Hauptziel dieses Vorhabens ist daher die Erarbeitung vollständig gekoppelter Marker für das Co-Gen sowie die funktionelle Charakterisierung des Co-Gens, um dieses in der Kreuzungszüchtung gezielt einsetzen zu können. Für eine erfolgreiche Nutzung dieser Wuchsform im Erwerb ist es weiterhin nötig, eine hohe Krebstoleranz in den neuen Sorten mit dem kolumnaren Wachstum zu vereinen. Dieser enorm praxisrelevante Aspekt ist bisher aber nur wenig bearbeitet so dass nur geringe Kenntnisse zum Vererbungsgang und den genetischen Grundlagen der Krebstoleranz vorhanden sind.
In diesem Vorhaben werden wesentliche Grundlagen für die Nutzung von krebstolerantem Ausgangsmaterial geschaffen. Im Kombination mit der Entwicklung und Durchführung einer markergestützten Multiplextechnik wird ein Verfahren etabliert, welches es erlaubt anhand kleinster Mengen von Testmaterial, d.h. ein Blatt eines Sämlings, Sämlinge auf ihre genetische Ausstattung mit den gewünschten Eigenschaften (Kolumnarwuchs, Krankheitsresistenz A, B, C, etc.) hin zu überprüfen.

Im Teilprojekt 1 (Forschungsanstalt Geisenheim) werden dazu im Rahmen einer Doktorandenstelle (Frau Rachel Brandl) molekularbiologische Arbeiten zur Markergewinnung und -testung durchgeführt. Nach der Eingrenzung der Genregion, in der das für den Kolumnarwuchs verantwortliche Gen liegt, werden über eine funktionelle Analyse mit Hilfe der Real Time-PCR Kandidatengene auf ihre Expression in kolumnaren und normalwüchsigen Apfelsorten untersucht.
Weiterhin wird über eine Schnellkartierung der Eigenschaft „Krebstoleranz“ mit bekannten  Markern der Vererbungsweg sowie eine grobe Lokalisierung der Eigenschaft „Krebstoleranz“  erfolgen. Dazu werden single locus Marker genutzt, die eine gute Verteilung über die jeweilige Kopplungsgruppe aufweisen. Diese Marker werden mit Hilfe der online DNA-Fragmentanalyse ausgewertet. Die anschließende bioinformatorische Bearbeitung ermöglicht die Schnellkartierung.

Im Teilprojekt 2 (Uni Mainz) soll die Chromosomenregion, in der sich das Kolumnargen nach klassischen Kreuzungsanalysen befindet, molekular bis hin zur Nukleotidsequenz charakterisiert werden. Die Identifizierung von Kandidatengenen für Kolumnarwachstum soll durch molekularen Vergleich von Wildtyp und Kolumnarmutante erfolgen, wobei der klassische Ansatz der positionellen Klonierung verfolgt wird. Parallel zur genomischen Analyse soll eine vergleichende Transkriptomanalyse durchgeführt werden, wobei es vorrangiges Ziel ist, Unterschiede in den Transkriptomen von Wildtyp und Mutante zu identifizieren. Die beiden Teilprojekte sind eng miteinander verwoben und werden einander ergänzen.

Das Verbundvorhaben hat am 01.04.2009 begonnen und läuft über drei Jahre mit einer anschließenden Nachlaufphase zur detaillierten Testung der erzielten Ergebnisse.
Weiter Informationen können Ihnen Prof. P. Braun (braunfa-gmde), Prof. M.B. Schröder (botanikfa-gmde)  oder für Teilprojekt 2 Prof. E. Schmidt (eschmidt@uni-mainz.de) geben.