Search

Soybean is the economically most important leguminous crop worldwide and serves as a main source of plant protein for human nutrition and animal feed. Europe is dependent on plant protein imports and the EU protein self-sufficiency, which is an issue that has been on the political agenda for several decades, has recently received renewed interest. The protein imports are mainly in the form of soybean meal, and soybean therefore appears well-suited to mitigate the protein deficit in Europe. This, however, requires an improvement of soybean production as well as an expansion of soybean cultivation and thus breeding of new cultivars that combine agronomic performance with adaptation to the climatic conditions in Central Europe. The objective of this thesis was to characterize, evaluate and devise approaches that can improve the efficiency of soybean breeding. Breeding is essentially the generation of new genetic variation and the subsequent selection of superior genotypes as candidates for new cultivars. The process of selection can be supported by marker-assisted or genomic selection, which are both based on molecular markers. A first step towards the utilization of these approaches in breeding is the characterization of the genetic architecture underlying the target traits. In this study, we therefore performed QTL mapping for six target traits in a large population of 944 recombinant inbred lines from eight biparental families. The results showed that some major-effect QTL are present that could be utilized in marker-assisted selection, but in general the target traits are quantitatively inherited. For such traits controlled by numerous small-effect QTL, genomic selection has proven as a powerful tool to assist selection in breeding programs. We therefore also evaluated the genomic prediction accuracy and found this to be high and promising for the six traits of interest. In conclusion, these results illustrated the potential of genomic selection for soybean breedin, Die Sojabohne ist die wirtschaftlich wichtigste Leguminose weltweit und dient als eine Hauptquelle für pflanzliches Eiweiß in der menschlichen Ernährung und im Tierfutter. Europa ist von pflanzlichen Eiweißimporten abhängig und die Selbstversorgung der EU mit Eiweiß, ein Thema, das seit mehreren Jahrzehnten auf der politischen Agenda steht, hat in letzter Zeit wieder an Interesse gewonnen. Die Eiweißimporte erfolgen hauptsächlich in Form von Sojaschrot und Soja scheint daher gut geeignet das Eiweißdefizit in Europa abzumildern. Dies erfordert jedoch eine Steigerung der Sojaproduktion sowie eine Ausweitung des Sojaanbaus und damit die Züchtung neuer Sorten, die agronomische Leistung mit Anpassung an die klimatischen Bedingungen in Mitteleuropa verbinden. Ziel dieser Arbeit war es, Ansätze zu charakterisieren, zu bewerten und zu entwickeln, die die Effizienz der Sojazüchtung verbessern können. Züchtung basiert im Wesentlichen auf der Erzeugung neuer genetischer Variation und der anschließenden Selektion überlegener Genotypen als Kandidaten für neue Sorten. Dieser Selektionsprozess kann durch markergestützte oder genomische Selektion unterstützt werden, die beide auf molekularen Markern beruhen. Ein erster Schritt zur Nutzung dieser Ansätze in der Züchtung ist die Charakterisierung der den Zielmerkmalen zugrundeliegenden genetischen Architektur. Die Ergebnisse zeigten, dass es einige QTL mit großen Effekten gibt, die für die markergestützte Selektion genutzt werden könnten, aber im Allgemeinen werden die Zielmerkmale quantitativ vererbt. Bei solchen Merkmalen, die von zahlreichen QTL mit kleinem Effekt kontrolliert werden, hat sich die genomische Selektion als leistungsfähiges Instrument zur Unterstützung der Selektion in Zuchtprogrammen erwiesen. Deshalb wurde auch die genomische Vorhersagegenauigkeit untersucht und festgestellt, dass diese für die sechs Zielmerkmale hoch und damit vielversprechend ist. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Ergebnisse das Potenzi