Genetic variation and inheritance of sinapic acid components in rapeseed (<i>Brassica napus L.</i>)

Die Verbesserung der Schrot- und Proteinqualität des Rapskorns zur hochwertigen Nutzung nicht nur als Futtermittel, sondern auch als Lebensmittel ist ein zunehmend wichtiger werdendes Ziel in der Züchtung von 00 -Qualitätsraps (Brassica napus L.). Die Rapssaat zeichnet sich im Unterschied zu anderen Ölsaaten durch einen hohen Gehalt an Phenolsäureestern aus. Nach der Ölextraktion verbleiben diese im Schrot und führen zu einer dunklen Verfärbung und zu einem bitteren, adstringierenden Geschmack des Schrots und daraus hergestellter Proteinprodukte. Unter den im Raps vorkommenden Phenolsäureestern dominieren mit etwa 80% die sinapinsäurehaltigen Ester (SE).Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung der genetischen Variation in einem großen Rapssortiment für Sinapoylcholin (Sinapin), Sinapoylglucose und Sinapinsäure sowie für einige andere sinapinsäurehaltiger Ester. Da die freie Sinapinsäure und die anderen Sinapinsäureester nur in geringer Konzentration nachgewiesen werden konnten, wurden sie in der Gruppe andere SE zusammengefasst. Weiteres Ziel der Arbeit war es, Nah-Infrarot Reflektions-Spektroskopische (NIRS) Kalibrierungen für diese Verbindungen zu entwickeln, um damit Genotypen mit einem geringen Gesamtgehalt an SE identifizieren zu können. Eine genotypisch diverse Samenkollektion an Winterrapsen (Sorten, Zuchtlinien, Genbank-Material, resynthetisierter Raps) aus verschiedenen Erntejahren und Umwelten wurde mit Hilfe der HPLC auf ihren Gehalt und ihre Zusammensetzung an SE untersucht. Die NIRS-Spektren dieser Proben wurden aufgezeichnet und mit Hilfe der HPLC-Referenzwerte wurden zunächst vorläufige NIRS-Kalibrierungen entwickelt. Diese wurden dann verwendet, um zusätzliche im Hinblick auf ihren SE-Gehalt interessante Proben zu identifizieren und in die Kalibrierung zu integrieren. Für die Züchtung auf einen reduzierten Gehalt an SE-Verbindungen ist die Kenntnis der Genotyp x Umwelt (GxU)-Interaktionen für dieses Merkmal sowie von möglicherweise vorhandenen Korrelationen zu anderen wertbestimmenden Sameninhaltstoffen von Bedeutung. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, die Genotyp-Umwelt-Interaktionen für den SE-Gehalt und die -Zusammensetzung in drei doppelthaploiden Rapspopulationen zu untersuchen und Merkmalskorrelationen zu agronomisch relevanten Qualitätsmerkmalen festzustellen.Der mittlere Sinapinanteil an den SE-Verbindungen variierte bei den drei Populationen zwischen 58% und 72%. Der relative mittlere Anteil an Sinapoylglucose variierte zwischen 17% und 20% und für die Gruppe der anderen SE konnte eine Variation zwischen 10% und 22% festgestellt werden. Die Varianzanalyse zeigte in allen drei Populationen hoch signifikante Effekte für den Genotyp, die Umwelt und die GxU-Interaktionen sowohl für den Gesamtgehalt an SE-Verbindungen als auch für die einzelnen Sinapinsäureverbindungen.Increasing the meal and protein quality for food and feed purposes is an important breeding goal for winter rapeseed (Brassica napus L.). Rapeseed meal has a high content of phenolic acid esters, mainly sinapate esters (SE), which have been shown to cause a dark colour and a bitter taste of rapeseed meal and derived protein products. The aim of the present study was to analyse the genetic variation for sinapoylcholine (sinapine), sinapoylglucose and sinapate (including other minor not yet characterized sinapate containing esters, other SE ), to develop near infrared reflectance spectroscopical (NIRS) calibration equations for these compounds, and to identify genotypes with a low total SE content after testing in field experiments. A genotypic diverse set of seed samples of winter oilseed rape (old and present cultivars, breeding lines, resynthezised rapeseed) derived from different environments (years and locations) were gradually collected, their NIRS spectra were recorded and the samples were analysed by HPLC. Preliminary calibrations were used to identify additional seed samples with increased variation in SE content and composition. Low SE contents have been confirmed by HPLC analysis after testing the material in field experiments. The NIRS calibration equations and the identified genotypes low in total SE content could be useful in breeding for reduced sinapate ester contents in rapeseed. The objective of the present study was to analyse the genotype x environment interactions for SE content and composition in three populations of doubled haploid lines of oilseed rape and to analyse correlations to agronomically relevant seed quality traits.The doubled haploid populations showed a highly significant variation for the total SE content, and sinapine showed to be the predominant sinapate ester compound (range of population means: 58%-72%). The mean sinapoylglucose content contributed between 17% and 20% to the total SE content. The other SE content accounted for 10% to 22% of the total SE content in the three populations. The analysis of variance showed highly significant effects for the genotype, the environment and the genoytpe x environment (GxE) interactions for all three populations. The heritabilities for the individual and total SE were generally high and ranged from 0.57 to 0.93