Es war das Ziel dieser Arbeit, Strategien für die Entwicklung Al-toleranter Sojasorten für den Anbau auf sauren Mineralböden Indonesiens zu entwickeln. Zu diesem Zweck wurde die Situation der genetischen Diversität im indonesischen Sortenspektrum und im Vergleich weltweiter Genpools untersucht, geeignete Selektionsmethoden identifiziert, und spaltende Populationen für eine Markerkorrelation entwickelt. Die genetische Diversität wurde anhand von 323 molekularen Markern abgeschätzt. Sechs identifizierte Genpools korrelieren eindeutig zur Herkunft der Genotypen. Die Analysen haben gezeigt, dass der indonesische Soja-Genpool sehr homogen und völlig isoliert von amerikanischen, europäischen und afrikanischen Genpools ist. In Versuchen zur Identifikation einer schnellen und zuverlässigen Methode zur Selektion Al-toleranter Genotypen, wurden verschiedene Kulturmethoden untersucht. Dabei wurde die Kulturdauer, das Substrat, der pH-Wert und die Al-Konzentration variiert. Alle Variablen haben, zum Teil in sehr engen Grenzen, einen starken Einfluss auf die Pflanzenentwicklung. Es besteht eine starke Wechselwirkung zwischen Kultursubstrat und Al-Konzentration. In Versuchen zu verschiednen Testmethoden konnte gezeigt werden, dass die Al-Toleranz der Sojasorten in Sandkultur hoch mit der Toleranz auf zwei Al-Stresstandorten korreliert. Es wurde gezeigt, daß die Entgiftung der Rhizosphäre durch Wurzelausscheidungen eine entscheidende Rolle in der Vermittlung von Al-Toleranz spielt. Durch direkte Visualisierung von Wurzelausscheidungen und Analyse von Rhizosphärenlösungen, konnten Ort, Menge und Zusammensetzung der Wurzelausscheidungen bestimmt werden. Die Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass die Menge der Wurzelausscheidungen ausreicht, um Al3+-Ionen effektiv zu binden. Zur Vorbereitung der Marker gestützten Selektion und Entwicklung molekularer Marker für Al-Toleranz, wurden zwei spaltende Populationen entwickelt und untersucht. Die Ergebnisse lassen den Schluss zu, dass die markergestütze Selektion keinen schnellen Erfolg verspricht. Als alternative Strategie zur Entwicklung Al-toleranter Sojagenotypen wird daher die genetische Transformation vorgeschlagen. Es ist erarbeitet worden, wo und wie die Pflanzenwurzel auf Al-Streß reagiert. Dieser natürliche Toleranzmechanismus könnte in transgenen Pflanzen nachgebildet und verstärkt werden. Systeme zur gezielten Expression und geeignete Gene, für die Realisierung dieser Strategie, sind verfügbar.     «

Es war das Ziel dieser Arbeit, Strategien für die Entwicklung Al-toleranter Sojasorten für den Anbau auf sauren Mineralböden Indonesiens zu entwickeln. Zu diesem Zweck wurde die Situation der genetischen Diversität im indonesischen Sortenspektrum und im Vergleich weltweiter Genpools untersucht, geeignete Selektionsmethoden identifiziert, und spaltende Populationen für eine Markerkorrelation entwickelt. Die genetische Diversität wurde anhand von 323 molekularen Markern abgeschätzt. Sechs identifi...     »

The aim of the theses was to asses strategies for the development of Al-tolerant soybean varieties for crop production on acid soils in Indonesia. Genetic diversity within indonesian and worldwide genepools was analysed, suitable selection methods were identified and segregating populations for marker development were developed. The genetic diversity was estimated based on data from 323 molecular markers. Six genepools which correlated strongly with the origin of the germplasm could be identified. The indonesian soybean genepool proofed to be very homogenous and completely seperated from american ,european and african genepools. Several cultur methods with varying timescales, substrates, ph-values and Al-concentrations were analysed for suitability as fast and reliable methods for the identification of Al-tolerant genotypes. A strong interaction between substrate and Al-concentration was observed. Al-tolerance in sandcultur correlated strongly with performance on Al-stress sites. It could be demonstrated, that the detoxification of the rhizosphere by root exudates plays a central role in Al-tolerance mechanism. By direct visualisation and analysis of rhizosphere solution, place, amount and composition of the rootexudates could be revealed. The results lead to the conclusion that the amount of rootexudates are sufficient to bind free Al3+ ions in the rhizosphere. Two segregation populations were developed for the preperation of marker assited selection and the development of molecular markers for Al-tolerance. The analysis of these populations led to the conclusion that a marker assisited selection approach does not promise a fast success. As an alternative approach for the development of Al-tolerant soybean genotypes genetic transformation was proposed. It was demonstrated where and how plant roots react to Al-stress. This natural tolerance mechanism could be reproduced and intensified in transgenic plants. For the realisation of this strategy systems for targeted expression of genes are available.     «

The aim of the theses was to asses strategies for the development of Al-tolerant soybean varieties for crop production on acid soils in Indonesia. Genetic diversity within indonesian and worldwide genepools was analysed, suitable selection methods were identified and segregating populations for marker development were developed. The genetic diversity was estimated based on data from 323 molecular markers. Six genepools which correlated strongly with the origin of the germplasm could be identifie...     »