Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften der Naturwissenschaftlichen Fakultät III der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg
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1 Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften der Naturwissenschaftlichen Fakultät III der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Analysis of pathogen virulence and cultivar resistance to yellow rust, Puccinia striiformis f. sp. tritici, in Ethiopia Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor agriculturarum (Dr. agr.) vorgelegt von Diplomagraringenieurin Woubit Dawit Bedane geb. am in Äthiopien Gutachter: Prof. Dr. W. E. Weber Prof. Dr. Thomas Miedaner Priv.-Doz. Dr. Andreas Börner Verteidigung am: Halle/Saale 2008 urn:nbn:de:gbv: [
2 Aus dem Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften (Geschäftsführender Direktor: Prof. Dr. Klaus Eder) der Naturwissenschaftlichen Fakultät III (Dekan: Prof. Dr. Peter Wycisk) der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg Analysis of pathogen virulence and cultivar resistance to yellow rust, Puccinia striiformis f. sp. tritici, in Ethiopia Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades doctor agriculturarum (Dr. agr.) vorgelegt von Diplomagraringenieurin Woubit Dawit Bedane geb. am in Äthiopien Gutachter: Prof. Dr. W. E. Weber Prof. Dr. Thomas Miedaner Priv.-Doz. Dr. Andreas Börner Verteidigung am: Halle/Saale 2008 urn:nbn:de:gbv: [
3 Dedication To my beloved parents (Mr. Dawit and Mrs. Tiwab) And Husband Dr. Selamyihun Kidanu
4 TABLE OF CONTENTS Contents Page LIST OF ABBREVIATIONS 1. INTRODUCTION 1 2. MATERIALS AND METHODS Population structure of Puccinia striiformis f. sp. tritici Puccinia striiformis isolates Sample collection Isolate development Multiplication and maintenance of isolates Grouping of isolates Virulence assessment Designation of pathotypes Population structure Virulence frequency Virulence complexity Pathotype abundance Population diversity Statistical analysis Cluster analysis Resistance test of Ethiopian wheat cultivars Gene postulation Stripe rust isolates Plant materials Seedling resistance test 18
5 Interpretation of results Adult plant resistance test Field adult plant resistance test Greenhouse adult plant resistance test Interpretation of results Mapping of Yr genes using SSR markers Development of F 2 populations Resistance test of F 2 populations DNA extraction and bulk segregant analysis PCR amplification Statistical analysis RESULTS Population structure of Puccinia striiformis populations in Ethiopia Diversity of virulence Virulence frequency Virulence complexity Pathogen abundance Population diversity Diversity within population Diversity between populations Cluster analysis Resistance of Ethiopian wheat cultivars Gene postulation Adult plant resistance Mapping of Yr genes using SSR markers 47
6 Inheritance of stripe rust seedling resistance genes Linkage analysis and gene mapping DISCUSSION Population structure of Puccinia striiformis f. sp. tritici Gene postulation Adult plant resistance test Mapping of Yr genes using microsattellite markers SUMMARY ZUSAMMENFASSUNG REFERENCES LIST OF FIGURES LIST OF TABLES APPENDICES 84
7 LIST OF ABBREVIATIONS CIMMYT: International Maize and Wheat Improvement Center cm: Centi Morgan CSA: Central Statistical Authority dntp: Deoxyribonucleic triphosphate dutp: Deoxyuridine triphosphate IEAR: Institute of Ethiopian Agricultural Research FDRE: Federal Democratic Republic of Ethiopia HAR: Holleta Agricultural Research IAR: Institute of Agricultural Research KARC: Kulumsa Agricultural Research Center PCR: Polymerase chain reaction SSR: Simple sequence repeats (Microsatellite markers)
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