Komplexe Merkmale von Nutzpflanzen, z. B. Feldresistenz gegen Pathogene oder der Stärke- und Zuckergehalt von Samen, Früchten, Knollen und Wurzeln, werden durch mehrere Gene sowie durch Umweltfaktoren kontrolliert. Das Verständnis der molekularen Grundlagen komplexer Merkmale, die für die Produktion von Nutzpflanzen relevant sind, wird die Diagnose und Neukombination der besten Merkmals-Allele in der Pflanzenzüchtung erleichtern (‚Präzisionszüchtung’). Durch Assoziationskartierung in Populationen tetraploider Kartoffel-Zuchtklone, die durch Abstammung miteinander verwandt sind, wurden Allele von Kandidatengenen und anderen DNA Markern endeckt, die mit Feldresistenz gegen die Krautfäule (verursacht durch Phytophthora infestans) oder mit Ertrag, Stärke- und Zuckergehalt der Knollen assoziiert sind (Projekte GABI-CONQUEST und GABI-CHIPS). Diese Ergebnisse stellen einen wichtigen Schritt auf dem Weg zur Präzisionszüchtung der Kartoffel dar, die den vierten Platz unter den zehn weltweit wichtigsten Grundnahrungspflanzen einnimmt.

Im Rahmen des PAPATOMICS Projekts:

(a) wird der diagnostische Wert spezifischer Kombinationen von DNA-Markerallelen getestet durch die praktische Erprobung Marker-gestützter Züchtung (MAS) auf Feldresistenz gegen die Krautfäule bzw. auf Qualitätsmerkmale der Knolle;
(b) wird nach signifikanten Unterschieden im Transkriptom, Proteom und Metabolom von Kartoffel-Populationen gesucht, die sich durch entgegengesetzte DNA-Markerallel Kombinationen unterscheiden;
(c) wird ein neues Funktionsmodell für Krautfäuleresistenz entwickelt, basierend auf der Analyse sekundärer Metaboliten in beinahe isogenem genetischen Material;
(d) werden Struktur und Funktion von Kandidatengenen durch Allelvergleiche und Komplementationsanalyse verglichen;
(e) wird die PoMaMo (‘Potato Maps and More’) Datenbank weiter ausgebaut.

Um unsere Ziele zu erreichen, wird die Expertise von Kartoffelzüchtung, molekularer Genetik und Bioinformatik kombiniert.