Hybrid Assembly of Whole Genome Shotgun Sequences of Two Sugar Beet (Beta vulgaris L.) Translocation Lines Carrying the Beet Cyst Nematode Resistance Gene Hs1-2 and Functional Analysis of Candidate Genes

Jäger, Sarah Christina

Sugar beet (Beta vulgaris L. ssp. vulgaris) is a host of the beet cyst nematode (BCN) Heterodera schachtii Schmidt, which causes high yield losses. Resistance had been identified in the wild relative Patellifolia procumbens and was integrated into the sugar beet genome by a translocation to the end of chromosome 9. Two nematode resistant (TR520 and TR363) and two susceptible (TR659 and TR320), sugar beet translocation lines which share partly homologous sequences from P. procumbens chromosome 1, were the focus of my research. I hypothesized that a second gene for nematode resistance (Hs1-2) is located on a region shared by both resistance carrying translocations. The aim of this work was the identification of the Hs1-2 gene. The work includes a functional analysis of a candidate sequence for the Hs1-2 gene (ORF 702) which encodes a galactosyltransferase family protein and which had been identified in a previous work. Moreover, new gene candidates have been identified and characterized after whole genome shotgun (WGS) sequencing using the Illumina HiSeq platform of the translocation lines TR520 and TR363.

Die Zuckerrübe (Beta vulgaris L.) ist ein Wirt des Rübenzystennematoden Heterodera schachtii Schmidt, welcher für hohe Ertragsverluste verantwortlich ist. Resistenz gegen H. schachtii konnte in der Wildart Patellifolia procumbens festgestellt und durch Translokation an das Ende von Chromosom 9 der Zuckerrübe übertragen werden. Bislang sind zwei nematodenresistente (TR520 und TR363) und zwei anfällige Translokationslinien (TR320 und TR659) bekannt, die teilweise homolog zueinander sind. Die Position eines zweiten Nematodenresistenzgens (Hs1-2) wird in einer gemeinsamen Region der beiden resistenten Linien vermutet. Als Ergebnis einer früheren Arbeit war in Bezug auf diese Hypothese der offene Leserahmen (open reading frame, ORF) 702 als Kandidatensequenz vorgeschlagen worden. Das Ziel meiner Arbeit war die Klonierung des Hs1-2 Gens. Zunächst wurde hierzu eine funktionelle Analyse des ORF 702 durchgeführt und weitere translokationsspezifische Sequenzen und Genkandidaten mittels whole-genome-shotgun (WGS) Sequenzierung mit der Illumina HiSeq-Platform der Translokationslinien TR520 und TR363 identifiziert.

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Jäger, Sarah: Hybrid Assembly of Whole Genome Shotgun Sequences of Two Sugar Beet (Beta vulgaris L.) Translocation Lines Carrying the Beet Cyst Nematode Resistance Gene Hs1-2 and Functional Analysis of Candidate Genes. 2013.

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