Resequenzierungsanalyse
Die Resequenzierungsanalyse in der Pflanzenzüchtung ist ein Prozess, bei dem das gesamte Genom oder spezifische Regionen des Genoms von Pflanzenindividuen sequenziert und mit einem Referenzgenom oder anderen sequenzierten Genomen verglichen werden. Dieser Ansatz ermöglicht es Züchtern und Forschern, genetische Variationen wie Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs), Insertionen und Deletionen (Indels), sowie strukturelle Variationen innerhalb und zwischen Pflanzenpopulationen zu identifizieren. Solche genetischen Variationen sind oft mit phänotypischen Merkmalen wie Ertrag, Krankheitsresistenz, Trockentoleranz und anderen wichtigen landwirtschaftlichen Eigenschaften verbunden.
Die Resequenzierungsanalyse kann dabei folgendes leisten:
Mit dieser Methode können genetische Marker identifiziert werden, die mit wichtigen landwirtschaftlichen Merkmalen assoziiert sind. Durch die sogenannte Marker-gestützte Selektion (MAS) kann bei einer Pflanzenlinie frühzeitig festgestellt werden, ob bestimmte Gene oder Genkombinationen für wünschenswerte Eigenschaften vorhanden sind. Die MAS beschleunigt so die Selektion von geeigneten Zuchtmaterial.
Durch den Vergleich der Genomsequenzen verschiedener Pflanzenlinien oder -arten können Forscher auch die genetische Diversität innerhalb einer Zuchtressource bewerten und die genetischen Beziehungen zwischen verschiedenen Linien oder Arten verstehen. Diese Informationen sind wertvoll für die Erhaltung genetischer Ressourcen und für Kreuzungsprogramme, die darauf abzielen, die genetische Basis von Kulturpflanzen zu erweitern.
Die Resequenzierungsanalyse kann auch die notwendigen Daten für sogenannte Genomweite Assoziationsstudien (GWAS) liefern. Die GWAS ermöglichen die Identifizierung von Genen oder Genregionen, die mit spezifischen Merkmalen assoziiert sind, indem die genetische Variation über das gesamte Genom hinweg mit phänotypischen Variationen korreliert wird. Diese Studien können zur Identifikation von Kandidatengenen für wichtige landwirtschaftliche Eigenschaften führen.
Ebenfalls sind Resequenzierungsanalysen die Grundlage für die Genomische Selektion (GS): Die GS ist eine fortschrittliche Züchtungsmethode, die genomweite genetische Informationen nutzt, um den Zuchtwert von Pflanzenindividuen für die Selektion zu schätzen. Resequenzierungsdaten liefern die genetischen Informationen, die für die Entwicklung von Vorhersagemodellen in der genomischen Selektion benötigt werden.