Sachverhalt:
A. Das Kreisgericht IV Aarwangen-Wangen sprach X._ am 24. April 2009 der vorsätzlichen Tötung zum Nachteil von Z._ schuldig und verurteilte ihn zu einer Freiheitsstrafe von 9 Jahren sowie zur Bezahlung von Fr. 3'055.80 Schadenersatz und Fr. 30'000.-- Genugtuung an die Privatklägerin A._.
Auf Appellation von X._ hin bestätigte das Obergericht des Kantons Bern am 23. Februar 2010 das erstinstanzliche Urteil.
B. X._ führt Beschwerde in Strafsachen mit dem Antrag, das Urteil vom 23. Februar 2010 sei aufzuheben, er sei freizusprechen und aus der Haft zu entlassen, und die Zivilklage sei zurückzuweisen. Eventuell sei die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Er ersucht um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung.
C. Vernehmlassungen wurden keine eingeholt.
Erwägungen:
1. Gemäss Art. 42 Abs. 1 BGG ist die Beschwerde zu begründen. In der Begründung ist in gedrängter Form darzulegen, inwiefern der angefochtene Akt Recht verletzt (Art. 42 Abs. 2 Satz 1 BGG). Eine qualifizierte Rügepflicht gilt hinsichtlich der Verletzung von Grundrechten und von kantonalem und interkantonalem Recht (vgl. Art. 106 Abs. 2 BGG). Die Begründung hat in der Beschwerdeschrift selbst zu erfolgen. Soweit der Beschwerdeführer auf seine kantonalen Eingaben verweist (Beschwerde Ziff. 3 S. 4), ist auf die Beschwerde nicht einzutreten (BGE 133 II 396 E. 3.2; 131 III 384 E. 2.3 mit Hinweis).
2. Die Vorinstanz hält für erwiesen, dass der Beschwerdeführer mit seiner ehemaligen Schwägerin, Z._, für den 31. Oktober 2007 um 12.30 Uhr auf dem Parkplatz hinter dem Coop-Supermarkt in Madiswil verabredet war. Anlässlich dieses Treffens habe er auf die am Steuer ihres Personenwagens sitzende Z._ einen Schuss abgegeben, an dessen Folgen diese wenige Minuten später verstorben sei. Z._ wurde am 1. November 2007 von ihrem Lebenspartner D._ als vermisst gemeldet. Sie wurde am 5. November 2007 auf den Vordersitzen ihres abgeschlossenen Personenwagens liegend tot aufgefunden. Der Beschwerdeführer handelte nach der Überzeugung der Vorinstanz aus Eifersucht. Z._ sei, zur Zeit als sie noch mit ihrem früheren Ehemann, E._, und dem Beschwerdeführer auf dem gemeinsamen Bauernhof auf dem T._ gelebt habe, eine wichtige Bezugsperson für letzteren gewesen. Sie habe für den zuckerkranken Beschwerdeführer gekocht und sich um ihn gekümmert. Am 11. Juli 2006 sei sie vom Hof weg zu ihrem neuen Lebenspartner, D._, gezogen und habe den Kontakt zur Familie abgebrochen. Der Beschwerdeführer habe Z._ für sich zurückgewinnen und zur Rückkehr auf den Hof überreden wollen, was der Grund für das Treffen auf dem Parkplatz hinter dem Coop-Supermarkt in Madiswil gewesen sei. Als sie sich diesem Anliegen widersetzt habe, habe er diese mit der von ihm mitgeführten Faustfeuerwaffe erschossen.
3. 3.1 Der Beschwerdeführer bestreitet die Tat. Er rügt eine Verletzung des in Art. 32 Abs. 1 BV, Art. 6 Ziff. 2 EMRK und Art. 26 Abs. 4 der Verfassung des Kantons Bern (KV/BE) verankerten Grundsatzes in dubio pro reo sowie Willkür bei der Sachverhaltsfeststellung. Trotz umfangreicher Ermittlungen habe kein Sachbeweis für seine Täterschaft gefunden werden können. Es gebe keine direkten Zeugen. Er sei einzig aufgrund einer Reihe von Indizien, welche angeblich gegen ihn sprechen würden, schuldig erklärt worden (Beschwerde S. 3). Die Vorinstanz habe den bundesrechtlich anerkannten Begriff des Indizienbeweises verletzt. Beim Indizienbeweis werde vermutet, dass eine nicht bewiesene Tatsache gegeben sei, weil sich diese Schlussfolgerung aus bewiesenen Tatsachen (Indizien) nach der Lebenserfahrung aufdränge. Die einzelnen Indizien müssten nachgewiesen sein. Diese dürften nicht auf Vermutungen abgestützt werden. Zweifel im tatsächlichen Geschehen seien bei der Würdigung der einzelnen Indizien zugunsten des Angeschuldigten zu werten (Beschwerde S. 4 und 7).
3.2 Für die dem Beschwerdeführer zur Last gelegte Tat gibt es weder objektive Sachbeweise noch direkte Augenzeugen, welche dessen Täterschaft beweisen würden. Der Beschwerdeführer wurde daher in einem reinen Indizienprozess verurteilt (angefochtenes Urteil S. 16). Liegen keine direkten Beweise vor, ist nach der Rechtsprechung auch ein indirekter Beweis zulässig. Beim Indizienbeweis wird aus bestimmten Tatsachen, die nicht unmittelbar rechtserheblich, aber bewiesen sind (Indizien), auf die zu beweisende, unmittelbar rechtserhebliche Tatsache geschlossen (Urteil 6B_297/2007 vom 4. September 2007 E. 3.4). Eine Mehrzahl von Indizien, welche für sich alleine nur mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit auf die Täterschaft oder die Tat hinweisen und einzeln betrachtet die Möglichkeit des Andersseins offen lassen, können einen Anfangsverdacht verstärken und in ihrer Gesamtheit ein Bild erzeugen, das bei objektiver Betrachtung keine Zweifel bestehen lässt, dass sich der Sachverhalt so verwirklicht hat (vgl. Urteile 6P.13/2003 vom 16. April 2003 E. 4.3; 1P.87/2002 vom 17. Juni 2002 E. 3.4; 1P.458/1999 vom 4. November 1999 E. 7). Der Grundsatz in dubio pro reo als Beweiswürdigungsregel besagt, dass sich der Strafrichter nicht von einem für den Angeklagten ungünstigen Sachverhalt überzeugt erklären darf, wenn bei objektiver Betrachtung Zweifel bestehen, ob sich der Sachverhalt so verwirklicht hat. Dabei sind bloss abstrakte und theoretische Zweifel nicht massgebend, weil solche immer möglich sind und absolute Gewissheit nicht verlangt werden kann. Es muss sich um erhebliche und nicht zu unterdrückende Zweifel handeln, d.h. um solche, die sich nach der objektiven Sachlage aufdrängen (BGE 124 IV 86 E. 2a; 120 Ia 31 E. 2c).
3.3 Die Sachverhaltsfeststellung der Vorinstanz kann im Verfahren vor dem Bundesgericht nur gerügt werden, wenn sie willkürlich (Art. 9 BV) ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht, und wenn die Behebung des Mangels für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (Art. 97 Abs. 1 BGG; BGE 134 IV 36 E. 1.4.1). Willkür bei der Beweiswürdigung liegt vor, wenn der angefochtene Entscheid offensichtlich unhaltbar ist oder mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht. Dass eine andere Lösung oder Würdigung ebenfalls vertretbar erscheint oder gar vorzuziehen wäre, genügt für die Annahme von Willkür nicht (BGE 134 I 140 E. 5.4 mit Hinweisen). Der in Art. 32 Abs. 1 BV, Art. 6 Ziff. 2 EMRK und Art. 26 Abs. 4 KV/BE verankerten Unschuldsvermutung kommt in ihrer Funktion als Beweiswürdigungsregel im Verfahren vor dem Bundesgericht keine über das Willkürverbot von Art. 9 BV hinausgehende selbständige Bedeutung zu (BGE 127 I 38 E. 2a; 124 IV 86 E. 2a, mit Hinweisen).
Die Rüge der Willkür muss in der Beschwerde anhand des angefochtenen Entscheids präzise vorgebracht und begründet werden, ansonsten darauf nicht eingetreten wird (Art. 106 Abs. 2 BGG; BGE 134 II 244 E. 2.2; vgl. supra E. 1).
3.4 Würdigt das erkennende Gericht einzelne, seinem Entscheid zugrunde liegende, belastende Indizien willkürlich oder lässt es entlastende Umstände willkürlich ausser Acht, führt dies nicht zwingend zur Aufhebung des angefochtenen Urteils durch das Bundesgericht. Die Beschwerde ist nur gutzuheissen, wenn das Gericht aufgrund der willkürfrei belastend berücksichtigten Indizien nicht zu einer Verurteilung gelangen durfte, wenn also bei objektiver Würdigung des ganzen Beweisergebnisses offensichtlich erhebliche und schlechterdings nicht zu unterdrückende Zweifel an der Täterschaft zurückbleiben mussten. Dies ist nicht der Fall, wenn sich die von der Vorinstanz willkürfrei als belastend gewerteten Indizien zu einer Gewissheit verdichten, welche die ausser Acht gelassenen, entlastenden Umstände als unerheblich erscheinen lassen (vgl. Urteil 6P.3/2004 vom 18. Juni 2004 E. 6).
4. 4.1 Die Vorinstanz schliesst im Wesentlichen vom Umstand, dass der Beschwerdeführer mit Z._ für den 31. Oktober 2007 um 12.30 Uhr auf dem Parkplatz hinter dem Coop-Supermarkt in Madiswil und damit zur Tatzeit am Tatort verabredet war, dessen Tatmotiv und Gewaltbereitschaft, den widersprüchlichen Angaben zu seiner Beschäftigung zum Tatzeitpunkt und allgemein seinem Aussageverhalten sowie Verhalten nach der Tat, der Spurenauswertung sowie den fehlenden Anhaltspunkten für die Tat eines Dritten auf die Täterschaft des Beschwerdeführers.
4. 4.1 Die Vorinstanz schliesst im Wesentlichen vom Umstand, dass der Beschwerdeführer mit Z._ für den 31. Oktober 2007 um 12.30 Uhr auf dem Parkplatz hinter dem Coop-Supermarkt in Madiswil und damit zur Tatzeit am Tatort verabredet war, dessen Tatmotiv und Gewaltbereitschaft, den widersprüchlichen Angaben zu seiner Beschäftigung zum Tatzeitpunkt und allgemein seinem Aussageverhalten sowie Verhalten nach der Tat, der Spurenauswertung sowie den fehlenden Anhaltspunkten für die Tat eines Dritten auf die Täterschaft des Beschwerdeführers.
4.2 4.2.1 Die Vorinstanz hält für erwiesen, dass der Beschwerdeführer mit Z._ am 31. Oktober 2007 für 12.30 Uhr auf dem Parkplatz hinter dem Coop-Supermarkt in Madiswil verabredet war. Sie stützt sich hierfür auf einen in der Agenda des Opfers aufgefundenen Notizzettel mit dem handschriftlichen Vermerk "Do 25.10. 12.30 12.45 Coop Madis" bzw. auf der Rückseite "Mi 31.10.07 12.30 Uhr Coop Madis", wobei der erste Termin durchgestrichen worden war (kant. Akten, Urk. 913). Der Beschwerdeführer bestritt zwar eine Abmachung mit Z._ "beim Coop" wiederholt. Er räumte jedoch ein, diese vielleicht zwei Tage vorher angerufen zu haben und sich mit ihr für den 25. Oktober 2007 am Mittag in Madiswil bei der Linksmäderhalle verabredet zu haben. Da er an diesem Tag auf einer Baustelle in Orsonnens auf Montage war, musste er das vereinbarte Treffen telefonisch absagen, was nicht bestritten ist. Der rückwirkenden Teilnehmeridentifikation kann entnommen werden, dass er Z._ daraufhin am 30. Oktober 2007 um 12.22 Uhr anrief. Für die Vorinstanz steht ausser Zweifel, dass er anlässlich dieses Telefongesprächs mit Z._ einen neuen Termin für den 31. Oktober 2007 um 12.30 Uhr vereinbarte, welcher von dieser auf der Rückseite des erwähnten Zettels in ihrer Agenda notiert wurde. Dieser Termin sei offenkundig auch für den Beschwerdeführer in Frage gekommen, da er ab dem 29. Oktober 2007 Ferien gehabt habe. Es liege daher auf der Hand, dass sich das Opfer am 31. Oktober 2007 um ca. 12.30 Uhr wie vereinbart mit ihrem Personenwagen auf den Parklatz hinter dem Coop in Madiswil begeben habe, um sich dort mit dem Beschwerdeführer zu treffen (angefochtenes Urteil S. 75 und 134 ff.).
4.2.2 Diese Würdigung der Vorinstanz ist nicht willkürlich. Der Beschwerdeführer gestand ein, er sei mit dem Opfer für den 25. Oktober 2007 am Mittag in Madiswil verabredet gewesen. Der Schluss liegt daher nahe, dass diese Verabredung den Vermerk auf dem Notizzettel betraf. Zwischen den beiden Treffen bestand klarerweise ein enger Zusammenhang, da sie jeweils ohne Namensnennung auf dem gleichen Notizzettel in der Agenda notiert wurden. Die Vorinstanz durfte daher davon ausgehen, der Termin für den 31. Oktober 2007 habe die gleiche Person, nämlich den Beschwerdeführer betroffen, zumal dieser die geplante Verabredung mit dem Opfer für den 25. Oktober 2007 tatsächlich absagen musste und er mit diesem noch einen Tag vor dem geplanten neuen Termin vom 31. Oktober 2007 ein Telefongespräch geführt hatte.
4.2.3 Der Beschwerdeführer wendet dagegen ein, F._ habe ausgesagt, Z._ habe ihr gegenüber von einer "Einladung" gesprochen. Eine Zusammenkunft von zwei Personen in einem Auto auf einem Parkplatz könne kaum als Einladung bezeichnet werden. Auch hätte sie sich kaum wegen eines blossen Treffens mit dem Beschwerdeführer bei der Mutter ihres Lebenspartners zum Mittagessen abmelden müssen. Verschiedene Personen hätten bestätigt, sie habe den Parklatz hinter dem Coop in Madiswil bereits mehrmals benutzt. Es liege nahe, dass sie sich dort mit einer unbekannten Person habe treffen wollen, um mit dieser gemeinsam zu einer Einladung zu fahren (Beschwerde Ziff. 10.2 S. 12).
Zwar ist nicht grundsätzlich ausgeschlossen, dass sich Z._ mit einer anderen Person treffen wollte. Dies würde jedoch bedeuten, dass sie am 25. Oktober 2007 zu annähernd der gleichen Zeit mit zwei verschiedenen Personen an unterschiedlichen Orten in Madiswil verabredet war, was gemäss der insoweit unangefochtenen Feststellung der Vorinstanz nicht ihrer Person entsprach. Im Übrigen ist durchaus denkbar, dass der Grund für das Treffen mit dem Beschwerdeführer tatsächlich eine angebliche Einladung war. Jedenfalls deutet vieles darauf hin (vgl. E. 4.2.2), dass der Beschwerdeführer, trotz seines Bestreitens, mit dem Opfer am 31. Oktober 2007 um 12.30 Uhr verabredet war. Die Tatsache, dass die Stimmungslage des Opfers am Morgen des 31. Oktobers 2007 wie immer gut war und niemandem etwas Aussergewöhnliches auffiel (angefochtenes Urteil S. 88), spricht klarerweise nicht gegen ein solches Treffen (vgl. Beschwerde Ziff. 10.3 S. 13). Die von der Vorinstanz genannten Gründe von Z._ und dem Beschwerdeführer für dieses Treffen mögen auf Vermutungen basieren und sind zugegebenermassen teilweise spekulativ (vgl. Beschwerde Ziff. 10.3 S. 13 f.; angefochtenes Urteil S. 86 ff.). Dies ändert jedoch nichts daran, dass diese willkürfrei davon ausgehen durfte, der auf dem Notizzettel notierte Termin vom 31. Oktober 2007 um 12.30 Uhr habe eine Verabredung mit dem Beschwerdeführer betroffen. Ob dieser das Opfer mit einem Vorwand zum Treffen locken musste, tut nichts zur Sache (vgl. Beschwerde S. 13; angefochtenes Urteil S. 66 und 86).
4.2.4 Ebenso wenig verfällt die Vorinstanz in Willkür, wenn sie annimmt, Z._, welche als verlässlich galt, habe sich tatsächlich zu diesem Treffen begeben, zumal sie an dem für das Treffen vereinbarten Ort auch tot aufgefunden wurde. Die Vorinstanz setzt sich im angefochtenen Urteil mit den Aussagen von G._ und H._ auseinander, welche den grünen Suzuki des Opfers am 31. Oktober 2007 um 12.40 Uhr bzw. um 12.25 Uhr gesehen haben wollen. Sie legt dar, weshalb es angesichts des Treffens um ca. 12.30 Uhr in Madiswil aus geografischen und zeitlichen Gründen nicht möglich war, dass die beiden Personen Z._ in ihrem Personenwagen an der von ihnen angegebenen Stelle gekreuzt haben können und sich daher entweder G._ oder H._ getäuscht haben müssen. Für die Vorinstanz liegt nahe, dass H._ den Suzuki des Opfers mit einem in diesem Gebiet zahlreich verkehrenden typen- und farbengleichen Fahrzeug verwechselt haben muss. Sie habe keine näheren Angaben zur Person im Fahrzeug machen können und ausser dem Opfer niemanden gekannt, der einen grünen Suzuki fuhr. Sie habe daher naheliegenderweise vom ihr entgegenkommenden Fahrzeug auf die Person am Steuer geschlossen (angefochtenes Urteil S. 80 ff.).
Der Beschwerdeführer wendet dagegen ein (Beschwerde Ziff. 10.3 S. 14 f.), die Begründung der Vorinstanz, weshalb sich H._ getäuscht haben soll, sei unhaltbar. Deren entlastenden Aussagen seien in offensichtlichem Widerspruch zur Aktenlage als unzutreffend abgestempelt worden. Die Beobachtungen von G._ und H._ stünden zueinander nicht im Widerspruch. Gestützt auf die Aussagen dieser beiden Personen müsse ein Treffen um 12.30 Uhr auf dem Parkplatz hinter dem Coop in Madiswil ausgeschlossen werden, da Z._ zu diesem Zeitpunkt auf der Fahrt aus Richtung Langenthal kommend an Madiswil vorbei Richtung Kleindietwil unterwegs gewesen sei.
Erfahrungsgemäss ist es äusserst schwierig, ein entgegenkommendes Fahrzeug mit Sicherheit von einem anderen Fahrzeug des gleichen Typs unterscheiden zu können. Hinzu kommt, dass H._ keinen Anlass hatte, dem ihr entgegenfahrenden Fahrzeug besondere Beachtung zu schenken. Unter diesen Umständen kann die Folgerung der Vorinstanz, eine der beiden Personen sei einer Täuschung unterlegen, nicht als offensichtlich unhaltbar bezeichnet werden. Die Einwände des Beschwerdeführers lassen die Feststellung im angefochtenen Entscheid nicht willkürlich erscheinen.
Erfahrungsgemäss ist es äusserst schwierig, ein entgegenkommendes Fahrzeug mit Sicherheit von einem anderen Fahrzeug des gleichen Typs unterscheiden zu können. Hinzu kommt, dass H._ keinen Anlass hatte, dem ihr entgegenfahrenden Fahrzeug besondere Beachtung zu schenken. Unter diesen Umständen kann die Folgerung der Vorinstanz, eine der beiden Personen sei einer Täuschung unterlegen, nicht als offensichtlich unhaltbar bezeichnet werden. Die Einwände des Beschwerdeführers lassen die Feststellung im angefochtenen Entscheid nicht willkürlich erscheinen.
4.3 4.3.1 Die Vorinstanz geht bezüglich Tatort und Todeszeit davon aus, Z._ sei am 31. Oktober 2007 anlässlich des Treffens um 12.30 Uhr auf dem erwähnten Parklatz hinter dem Coop in Madiswil, wo sie am 5. November 2007 aufgefunden wurde, erschossen worden (S. 46 f. und 115). Dass das Opfer trotz dessen publik gewordenen Verschwindens erst am 5. November 2007 aufgefunden wurde, führt sie darauf zurück, dass dessen Personenwagen nicht speziell auffällig parkiert war und dieses erst bei nahem Herantreten an das Fahrzeug durch die vorderen Seitenscheiben habe wahrgenommen werden können (S. 103 ff.). Sie hält für ausgeschlossen, dass die Schussabgabe zu einem späteren Zeitpunkt stattgefunden und der Tod erst an einem der darauffolgenden Tage eingetreten sein könnte. Dies begründet sie im Wesentlichen damit, dass Z._ erwiesenermassen am 31. Oktobers 2007 auf dem betreffenden Parkplatz verabredet gewesen sei, dass nach diesem Tag, ausser eingehenden SMS, keine Bewegungen auf ihrem Handy mehr registriert worden seien, dass sie sich nicht mehr bei ihrem Lebenspartner gemeldet habe und am Abend des 31. Oktober 2007 nicht nach Hause zurückkehrt sei (S. 94 f.). Die Auswertung der rückwirkenden Teilnehmeridentifikation habe zudem ergeben, dass das Handy des Opfers nach dem 31. Oktober 2007 immer über die Antenne Eichholz in Leimiswil eingeloggt blieb und es aufgrund des gleich bleibenden Azimut (mittlerer Abstrahlungswinkel der Antenne) äusserst unwahrscheinlich sei, dass das Handy nach dem 31. Oktober 2007 noch vom späteren Fundort beim Coop-Parkplatz in Madiswil fort bewegt worden sei (angefochtenes Urteil S. 24 ff.)
4.3.2 Der Beschwerdeführer beanstandet, der Standort des Handys von Z._ im Funkbereich der Antenne Eichholz lasse sich erst ab dem 31. Oktober 2007, 20.39 Uhr, nachweisen. Wo es vorher eingeloggt gewesen sei, sei nicht bekannt. Zu seinen Gunsten sei daher davon auszugehen, dass die Feststellung der Zeugin I._, welche das Opfer unterwegs mit dem Auto gesehen habe, durch die Telefonkontrollen nicht widerlegt werde. Auch wäre nach dem 31. Oktober 2007 eine Verschiebung innerhalb des Antennenradius, welcher sowohl die Ortschaft Madiswil als auch einen möglichen Standort in Rohrbach umfasse, möglich gewesen (Beschwerde Ziff. 8.1 S. 7 f.). Die Befragungen von insgesamt gegen 20 Auskunftspersonen hätten keinerlei Hinweise ergeben, dass der Suzuki des Opfers ab dem 31. Oktober 2007 mittags durchgehend bis am 5. November 2007 auf dem erwähnten Parkplatz in gleicher Position gestanden sei, dies obschon das Fahrzeug entgegen der Auffassung der Vorinstanz auffällig (rückwärts und schräg) parkiert gewesen sei (Beschwerde Ziff. 10.7 S. 17 f.). Die mit ihrem Traktor von Kleindietwil Richtung Rohrbach fahrende I._ habe Z._ am Mittwoch den 31. Oktober 2007 zwischen 14.15 und 14.30 Uhr, mit einer kleinen Wahrscheinlichkeit auch erst am Donnerstag den 1. November 2007 (zwischen 15.15 und 15.20 Uhr) gekreuzt. Diese sei ihr in ihrem Fahrzeug mit einer 20 bis 30 Jahre alten männlichen Person als Mitfahrer entgegengekommen (Beschwerde Ziff. 10.4 S. 15 f.). K._ habe den grünen Suzuki des Opfers zudem am 31. Oktober 2007 zwischen 17 und 18 Uhr auf dem Rabiparkplatz in Rohrbach gesehen (Beschwerde Ziff. 10.5 S. 16). L._ sei dieser am 31. Oktober 2007 um 17.30 Uhr auf dem Parkplatz hinter dem Coop in Madiswil aufgefallen. Das Fahrzeug sei ihren Aussagen zufolge mit der Front gegen die Tiefgarage parkiert gewesen und somit anders, als es später aufgefunden worden sei (Beschwerde Ziff. 10.6 S. 17 f.). Die Vorinstanz habe diese Aussagen mit Verweis auf mögliche Verwechslungen zu Unrecht als nicht glaubhaft qualifiziert.
4.3.3 Die Vorinstanz legt willkürfrei dar, weshalb davon auszugehen ist, dass das Opfer am 31. Oktober 2007 verstarb und nicht an einem der darauffolgenden Tage. Die Auswertung der rückwirkenden Telefonüberwachung schliesst zwar nicht aus, dass der tödliche Schuss am 31. Oktober 2007 nicht anlässlich des Treffens, sondern erst im Verlaufe des Nachmittags oder Abends erfolgte. Hingegen liegt angesichts dieses Treffens am Tatort nahe bzw. ist zumindest nicht ausgeschlossen, dass das Opfer in dieser Zeit, d.h. zwischen 12.30 und 13.30 Uhr erschossen wurde, und damit zu einem Zeitpunkt, in dem der Beschwerdeführer vom Hof abwesend war und über kein Alibi verfügt (vgl. nachfolgend E. 4.6). Die Vorinstanz legt willkürfrei dar, weshalb sich auch die Zeuginnen I._, K._ und L._ getäuscht haben müssen, soweit sie Z._ bzw. deren Fahrzeug am 31. Oktober 2007 nach 14 Uhr in Kleindietwil bzw. Rohrbach angetroffen haben wollen bzw., was L._ betrifft, deren Fahrzeug auf dem Parkplatz hinter dem Coop in Madiswil mit der Front gegen die Parkgarage parkiert gesehen haben will (angefochtenes Urteil S. 89 ff. und 97 ff.). Sie weist auch in diesem Zusammenhang darauf hin, dass grüne Fahrzeuge der Marke Suzuki im ländlichen Umfeld von Madiswil nicht aussergewöhnlich sind. I._ war sich zwar sicher, dass ihr Z._ entweder am 31. Oktober 2007 oder aber am 1. November 2007 auf der Fahrt nach Rohrbach in ihrem Fahrzeug entgegenkam. Sie will diese damals auch erkannt und gegrüsst haben, wobei jene den Gruss allerdings nicht erwidert, sondern geradeaus geschaut habe. Hingegen ergibt sich auch aus ihren Angaben, dass sie vom Fahrzeugtyp auf die Anwesenheit des Opfers im Fahrzug schloss. Die Vorinstanz weist zudem darauf hin, dass deren Beschreibung von Z._ insofern unzutreffend ist, als diese am 31. Oktober 2007 nicht dunkel gekleidet gewesen sei (vgl. kant. Akten, Urk. 1322 ff.; angefochtenes Urteil S. 92). Was L._ anbelangt, so beanstandet der Beschwerdeführer zu Recht, dass deren Beschreibung des Fahrzeughecks entgegen der Auffassung der Vorinstanz nicht als unstimmig bezeichnet werden kann. Deren Aussage, das "Fahrzeug habe keine Abdeckung des Reserverads mit einer Suzuki-Abdeckung gehabt", muss klarerweise dahingehend verstanden werden, dass das Reserverad keinen Überzug mit dem Schriftzug "Suzuki" hatte. Dies entspricht auch ihren Angaben zu dem ihr von der Polizei vorgelegten Fotobogen mit acht farb- und typengleichen Suzuki Jimmy. L._ gab dazu an, es hätte sich um das Fahrzeug Nr. 2 (dasjenige des Opfers) oder Nr. 8 (dasjenige von M._) handeln können (kant. Akten, Urk. 1173, 1178). Allerdings kannte L._ sowohl den Suzuki des Opfers, als auch das gemäss ihren zutreffenden Angaben identische Fahrzeug ihres Nachbarn M._ bereits zuvor. Es ist daher wahrscheinlich, dass sie das Fahrzeug, welches sie damals zu Recht mit Z._ in Verbindung brachte, aus ihrer früheren Erinnerung heraus beschrieb und nicht die Situation, wie sie diese anlässlich ihres Einkaufs am 31. Oktober 2007 um 17.30 Uhr im Coop in Madiswil antraf. Auch wenn sie zutreffende Angaben zum Heck des Fahrzeugs machen konnte, ist daher nicht ausgeschlossen, dass sie dieses am 31. Oktober 2007 um 17.30 Uhr in Wirklichkeit rückwärts auf dem Parkfeld stehend und damit frontal wahrnahm.
4.4 Ein weiteres Indiz sieht die Vorinstanz in der Beziehung des Beschwerdeführers zum Opfer, was vom Beschwerdeführer nicht beanstandet wird. Z._ heiratete im November 1984 den Bruder des Beschwerdeführers, E._, und lebte in der Folge mit diesem und den drei gemeinsamen Kindern aus dieser Ehe (B._, C._ und A._) auf dem Hof in T._. Im Juli 2006 zog sie zu ihrem Freund D._. Ab diesem Zeitpunkt hatte sie praktisch keinen Kontakt mehr zu ihren Kindern und ihrem Ehemann. Die Ehe zwischen ihr und E._ wurde im August 2007 einvernehmlich geschieden (angefochtenes Urteil S. 59 f.). Die Vorinstanz führt aus, der Beschwerdeführer habe unbestritten eine emotionale Beziehung zu Z._ gehabt. Seinen Aussagen zufolge sei er mit ihr gut ausgekommen, er habe sich mit ihr unterhalten und etwas unternehmen können. Er bestreite zwar, dass ihr Verhältnis über das Kameradschaftliche hinausgegangen sei. Betreffend seiner Gefühle zu Z._ habe er auf Frage zunächst zugegeben, etwas in sie verliebt gewesen zu sein, was er in der Folge jedoch relativiert habe. Er sei auch davon überzeugt gewesen, dass das Opfer eine gewisse Zeit lang mehr von ihm gewollt habe. Er habe jedoch konstant verneint, mit ihr eine sexuelle Beziehung eingegangen zu sein. Letztlich könne diese Frage jedoch offenbleiben. Für eine emotionale Beziehung spreche auch, dass er Z._ in einem früheren Testament als Erbin berücksichtigt habe. Diese habe bis zu ihrem Wegzug vom Hof wegen seiner Zuckerkrankheit für den Beschwerdeführer gekocht, ihn zur Ernährungsberatung begleitet und sich um ihn gekümmert. Der Beschwerdeführer habe sich mit ihrem Wegzug vom Hof kaum abfinden können (angefochtenes Urteil S. 64 ff., 71 f. und 136). Er sei eifersüchtig gewesen, habe dieser mitunter nachgestellt, versucht, sie zur Rückkehr zu ihm zu bewegen, und habe ihr deswegen auch gedroht, "es passiere etwas, wenn sie nicht zurückkomme" (S. 66 und 70). Im Mai 2006 (d.h. vor ihrem Auszug) sei er einmal zur Wohnung von D._ gefahren, als sich Z._ bei diesem aufgehalten habe. Er habe dieser damals zugerufen, sie solle nach Hause kommen, und das Dachfenster mit Dreck beworfen (S. 66). Verschiedene Personen hätten ausgesagt, Z._ habe Angst vor dem Beschwerdeführer gehabt (S. 66 und 70). Der seit seiner Scheidung (im Jahre 1986) alleine lebende, durch seine Zuckerkrankheit belastete Beschwerdeführer habe nach dem Wegzug von Z._ im Juli 2006 vergeblich versucht, wieder mit dieser in Kontakt zu treten bzw. sie für sich zurückzugewinnen. Er habe Beziehungsprobleme gehabt. Seine Probleme seien auch in den vermehrt gegenüber Dritten geäusserten Suizidgedanken manifest geworden. Am 16. Februar 2007 sei er wegen akuter Suizidalität in die psychiatrische Klinik Münsingen eingewiesen worden, wo er bis am 13. März 2007 hospitalisiert geblieben sei. Dort habe er N._ kennengelernt. Er sei unbestrittenermassen daran interessiert gewesen, mit ihr eine Beziehung einzugehen, was sie jedoch abgelehnt habe. Nach seinem letzten Kontakt mit N._ am 3. Oktober 2007 habe er mindestens sechs Mal die Abteilung Kontaktinserate der Zeitschrift Glückspost angerufen, wodurch sein Beziehungsdefizit erst recht manifest werde (S. 55 f. und 72 ff.). Gleichzeitig habe er auch erneut und gezielt den Kontakt zu Z._ gesucht (S. 74 f., 87 und 133 f.). Anlässlich einer zweiten Hausdurchsuchung seien beim Beschwerdeführer ein von diesem verfasstes handschriftliches Testament und eine Todesanzeige aufgefunden worden. Im Testament hielt er fest, dass je Fr. 20'000.-- an B._ und A._ sowie der Rest an C._ gehen sollten mit dem Vermerk "Der Grund ist wegen Z._". Der Beschwerdeführer verfasste dieses Testament gemäss eigenen Angaben nach der ersten Hausdurchsuchung vom 5. November 2007, im Zuge seiner eigenen Trauer und Suizidalität (S. 29, 56 f. und 120).
4.4 Ein weiteres Indiz sieht die Vorinstanz in der Beziehung des Beschwerdeführers zum Opfer, was vom Beschwerdeführer nicht beanstandet wird. Z._ heiratete im November 1984 den Bruder des Beschwerdeführers, E._, und lebte in der Folge mit diesem und den drei gemeinsamen Kindern aus dieser Ehe (B._, C._ und A._) auf dem Hof in T._. Im Juli 2006 zog sie zu ihrem Freund D._. Ab diesem Zeitpunkt hatte sie praktisch keinen Kontakt mehr zu ihren Kindern und ihrem Ehemann. Die Ehe zwischen ihr und E._ wurde im August 2007 einvernehmlich geschieden (angefochtenes Urteil S. 59 f.). Die Vorinstanz führt aus, der Beschwerdeführer habe unbestritten eine emotionale Beziehung zu Z._ gehabt. Seinen Aussagen zufolge sei er mit ihr gut ausgekommen, er habe sich mit ihr unterhalten und etwas unternehmen können. Er bestreite zwar, dass ihr Verhältnis über das Kameradschaftliche hinausgegangen sei. Betreffend seiner Gefühle zu Z._ habe er auf Frage zunächst zugegeben, etwas in sie verliebt gewesen zu sein, was er in der Folge jedoch relativiert habe. Er sei auch davon überzeugt gewesen, dass das Opfer eine gewisse Zeit lang mehr von ihm gewollt habe. Er habe jedoch konstant verneint, mit ihr eine sexuelle Beziehung eingegangen zu sein. Letztlich könne diese Frage jedoch offenbleiben. Für eine emotionale Beziehung spreche auch, dass er Z._ in einem früheren Testament als Erbin berücksichtigt habe. Diese habe bis zu ihrem Wegzug vom Hof wegen seiner Zuckerkrankheit für den Beschwerdeführer gekocht, ihn zur Ernährungsberatung begleitet und sich um ihn gekümmert. Der Beschwerdeführer habe sich mit ihrem Wegzug vom Hof kaum abfinden können (angefochtenes Urteil S. 64 ff., 71 f. und 136). Er sei eifersüchtig gewesen, habe dieser mitunter nachgestellt, versucht, sie zur Rückkehr zu ihm zu bewegen, und habe ihr deswegen auch gedroht, "es passiere etwas, wenn sie nicht zurückkomme" (S. 66 und 70). Im Mai 2006 (d.h. vor ihrem Auszug) sei er einmal zur Wohnung von D._ gefahren, als sich Z._ bei diesem aufgehalten habe. Er habe dieser damals zugerufen, sie solle nach Hause kommen, und das Dachfenster mit Dreck beworfen (S. 66). Verschiedene Personen hätten ausgesagt, Z._ habe Angst vor dem Beschwerdeführer gehabt (S. 66 und 70). Der seit seiner Scheidung (im Jahre 1986) alleine lebende, durch seine Zuckerkrankheit belastete Beschwerdeführer habe nach dem Wegzug von Z._ im Juli 2006 vergeblich versucht, wieder mit dieser in Kontakt zu treten bzw. sie für sich zurückzugewinnen. Er habe Beziehungsprobleme gehabt. Seine Probleme seien auch in den vermehrt gegenüber Dritten geäusserten Suizidgedanken manifest geworden. Am 16. Februar 2007 sei er wegen akuter Suizidalität in die psychiatrische Klinik Münsingen eingewiesen worden, wo er bis am 13. März 2007 hospitalisiert geblieben sei. Dort habe er N._ kennengelernt. Er sei unbestrittenermassen daran interessiert gewesen, mit ihr eine Beziehung einzugehen, was sie jedoch abgelehnt habe. Nach seinem letzten Kontakt mit N._ am 3. Oktober 2007 habe er mindestens sechs Mal die Abteilung Kontaktinserate der Zeitschrift Glückspost angerufen, wodurch sein Beziehungsdefizit erst recht manifest werde (S. 55 f. und 72 ff.). Gleichzeitig habe er auch erneut und gezielt den Kontakt zu Z._ gesucht (S. 74 f., 87 und 133 f.). Anlässlich einer zweiten Hausdurchsuchung seien beim Beschwerdeführer ein von diesem verfasstes handschriftliches Testament und eine Todesanzeige aufgefunden worden. Im Testament hielt er fest, dass je Fr. 20'000.-- an B._ und A._ sowie der Rest an C._ gehen sollten mit dem Vermerk "Der Grund ist wegen Z._". Der Beschwerdeführer verfasste dieses Testament gemäss eigenen Angaben nach der ersten Hausdurchsuchung vom 5. November 2007, im Zuge seiner eigenen Trauer und Suizidalität (S. 29, 56 f. und 120).
4.5 4.5.1 Als Indiz für die Täterschaft des Beschwerdeführers wertet die Vorinstanz auch dessen Gewaltbereitschaft. Der Beschwerdeführer war von 1978 bis 1986 mit O._ verheiratet. Der Ehe entsprangen drei Söhne. Aus den Scheidungsakten geht hervor, dass er seine Ehefrau wiederholt schlug und sie einmal brutal angriff, als sie ihn nach Geld fragte. Als die Ehegatten bereits getrennt lebten, drohte er ihr, er werde sie nicht in Ruhe lassen, und er werde sie und die Kinder umbringen (angefochtenes Urteil S. 49 ff.). Anlässlich einer letzten Verhandlung im mehrjährigen Scheidungsverfahren vom 6. März 1986 zog der Beschwerdeführer zudem eine Pistole seines Vaters aus der Hosentasche, welche ihm jedoch vom anwesenden Gerichtsschreiber abgenommen wurde, bevor er das Magazin einsetzen und seine Absicht verwirklichen konnte. Der Beschwerdeführer gestand den Vorfall, welcher nicht in den Scheidungsakten vermerkt ist, ein. Er gab an, er habe seiner Ehefrau nur ein bisschen Angst machen wollen. Gleichzeitig bekannte er jedoch, er habe diese damals erschiessen und sich anschliessend selbst richten wollen (vgl. angefochtenes Urteil S. 52 ff.). Die Vorinstanz sieht im Verhalten des Beschwerdeführers zu seiner Ex-Ehefrau und jenem zu Z._ Parallelen, da er auch letzterer gedroht und bei ihr im Mai 2006 einmal handfest interveniert habe (S. 130 f.).
4.5.2 Das Vorleben und charakterliche Eigenschaften des Beschwerdeführers können nur insoweit als Indiz für dessen Täterschaft angesehen werden, als diese in einem direkten Zusammenhang zur untersuchten Tat stehen. Tätlichkeiten lassen für sich gesehen keine Rückschlüsse auf die Absicht und die Fähigkeit einer Tötung zu. Anders verhält es sich mit ernst zu nehmenden Todesdrohungen. Insoweit durfte die Vorinstanz den Vorfall anlässlich der Scheidungsverhandlung im Jahre 1986 willkürfrei in die Beweiswürdigung miteinbeziehen. Da dieser zum Tatzeitpunkt bereits annähernd 20 Jahre zurücklag, darf dieser Umstand allerdings nur mit Vorsicht und höchstens am Rande Eingang in die Beurteilung finden. Dass der Beschwerdeführer in diesem Zusammenhang auch angab, er wäre nicht fähig gewesen, jemanden zu töten (vgl. Beschwerde Ziff. 11.2 S. 19 f.), lässt diesen Vorfall nicht in einem anderen Licht erscheinen.
4.5.2 Das Vorleben und charakterliche Eigenschaften des Beschwerdeführers können nur insoweit als Indiz für dessen Täterschaft angesehen werden, als diese in einem direkten Zusammenhang zur untersuchten Tat stehen. Tätlichkeiten lassen für sich gesehen keine Rückschlüsse auf die Absicht und die Fähigkeit einer Tötung zu. Anders verhält es sich mit ernst zu nehmenden Todesdrohungen. Insoweit durfte die Vorinstanz den Vorfall anlässlich der Scheidungsverhandlung im Jahre 1986 willkürfrei in die Beweiswürdigung miteinbeziehen. Da dieser zum Tatzeitpunkt bereits annähernd 20 Jahre zurücklag, darf dieser Umstand allerdings nur mit Vorsicht und höchstens am Rande Eingang in die Beurteilung finden. Dass der Beschwerdeführer in diesem Zusammenhang auch angab, er wäre nicht fähig gewesen, jemanden zu töten (vgl. Beschwerde Ziff. 11.2 S. 19 f.), lässt diesen Vorfall nicht in einem anderen Licht erscheinen.
4.6 4.6.1 Für die Täterschaft des Beschwerdeführers sprechen nach Auffassung der Vorinstanz zudem dessen widersprüchlichen und teilweise lügenhaften Aussagen.
Der Beschwerdeführer gab am 3. und 5. November 2007 an, er sei am 31. Oktober 2007 zuhause gewesen. Anlässlich der darauffolgenden Einvernahme vom 21. November 2007 und in der Folge sagte er aus, er habe sich nach dem Mittagessen zuhause kurz hingelegt und sei anschliessend wegen eines unleserlichen Lieferscheins betreffend Heupressen zu P._ und Q._ gefahren, wo er aber an beiden Orten niemanden angetroffen habe. Er sei ca. eine halbe Stunde weg gewesen und zwischen 13.05 und 13.15 Uhr wieder nach Hause zurückgekehrt. Weil Q._ am Mittag nicht zuhause gewesen sei, sei er am Abend kurz nach 17 Uhr nochmals zu ihm gefahren, was von diesem bestätigt wurde (kant. Akten, Urk. 1421). A._ gab demgegenüber am 20. November 2007 zu Protokoll, der Beschwerdeführer habe um 12 Uhr mit ihnen das Mittagessen eingenommen. Bereits eine Viertelstunde später habe er den Mittagstisch verlassen. Sie habe mit ihrem Vater nach dem Mittagessen von ca. 12 bis 12.15 bzw. 12.20 Uhr eine Fernsehserie geschaut und anschliessend um ca.13 Uhr ihrem Bruder beim Zügeln geholfen. Als sie mit dem geladenen Fahrzeug um ca. 13.45 Uhr vom Hof hätten wegfahren wollen, sei ihnen der Beschwerdeführer entgegengekommen und auf den Hof gefahren, weshalb sie beim Wegfahren noch hätten warten müssen. Sie habe sich noch gefragt, wo er wohl gewesen sei. B._ gab an, er habe zwischen 12 und 12.30 Uhr gegessen und anschliessend gepackt. Seine Schwester habe ihm dabei geholfen. Sie seien zwischen 13.30 und 14 Uhr losgefahren. Auf Vorhalt der Aussagen von A._ bestätigte B._, dass der Beschwerdeführer ihnen in seinem Fahrzeug entgegen kam, als sie vom Hof wegfahren wollten (vgl. angefochtenes Urteil S. 105 ff.).
Die Vorinstanz erwägt, die Aussagen von A._ seien glaubhaft. Die Aussagen des Beschwerdeführers, wonach er bei den Höfen von P._ und Q._ vorbeigeschaut hätte, würden ein gescheitertes Alibikonstrukt darstellen. Zweifelhaft sei, ob er tatsächlich zu den Höfen gefahren sei, da er anfänglich angegeben habe, er sei zuhause gewesen und der Grund für den Besuch bei P._ und Q._, angeblich wegen Lieferscheinen bezüglich Heupressen, unstimmig sei. Es dränge sich zudem die Frage auf, weshalb er während seiner Ferien ausgerechnet am 31. Oktober 2007 ab 12.30 Uhr P._ und Q._ hätte aufsuchen sollen, wenngleich allfällige Pendenzen betreffend Heupressen und diesbezüglichen Lieferscheinen vorher offenkundig nie ein Thema gewesen seien. Hinzu komme, dass er sich bei der Frage nach dem Zeitpunkt der Wegfahrt, der Reihenfolge der Besuche bei P._ und Q._ und dem Zeitpunkt seiner Rückkehr offensichtlich verheddert habe, da die Dauer seiner Abwesenheit vom Hof von angeblich einer halben Stunde mit Blick auf die schlüssigen Zeitangaben von A._ und B._ nicht stimmen könne. Im Übrigen hätte der Beschwerdeführer, selbst wenn er nach dem Mittagessen noch ein angebliches Nickerchen gemacht hätte, aufgrund der örtlichen und zeitlichen (Weg-)Verhältnisse genügend Zeit gehabt, Z._ beim Coop in Madiswil zu treffen und auf dem Rückweg bei den Höfen von P._ und Q._ vorbeizuschauen und um ca. 13.45 Uhr wieder zurück zu sein (S. 110 ff.).
Der Beschwerdeführer leidet gemäss dem forensisch-psychiatrischen Gutachten der Universität Bern vom 2. Juli 2008 (kant. Akten, Urk. 2071 ff., insbes. S. 2096 f.) an einer kombinierten Persönlichkeitsstörung. Diese sei bei ihm im Wesentlichen durch eine misstrauisch-paranoid gefärbte Haltung, Starrheit im Verhalten, leichte Kränkbarkeit, Impulsivität und Schwierigkeiten bei der Kommunikation sowie der Beziehungsaufnahme und Beziehungsgestaltung gekennzeichnet (vgl. auch angefochtenes Urteil S. 121 ff.). Die Vorinstanz erwägt, auch wenn das Aussageverhalten des Beschwerdeführers durch seine beschränkten intellektuellen Fähigkeiten und die ihm eigene Persönlichkeitsstörung teilweise erklärbar sein möge, so liege jedenfalls im Grundmuster ein Aussageverhalten vor, wie es bei bestreitenden Angeschuldigten gerichtsnotorisch immer wieder an den Tag gelegt werde. Seine Vorbringen seien durch "karg-verlegene" Antworten charakterisiert. Er habe im Laufe des Verfahrens immer wieder neue Erklärungen und Versionen vorgebracht und sich in unzähligen Widersprüchen verwickelt. Das kritische Kerngeschehen habe er ausgeblendet und davon nichts wissen wollen. Zudem habe er offenkundige Lügen zu Protokoll gegeben, indem er beispielsweise die Tätlichkeiten zum Nachteil seiner Ex-Ehefrau und die durch ihn initiierte Verschiebung des Termins für das Treffen vom 25. auf den 31. Oktober 2007 bestritten habe, indem er behauptet habe, er kenne den Parkplatz hinter dem Coop in Madiswil nicht, und indem er ein Alibi habe konstruieren wollen (S. 118 f.). Sein Aussageverhalten würde durch ein weitgehendes Fehlen von sog. Realitätskriterien und eine markante Anhäufung von sog. Lügensignalen imponieren. Es sei keineswegs Ausdruck von gelebter eigener Unschuld und einem guten Gewissen. Seine "karg-verlegenen", wiederholt neuen, im Wesentlichen widersprüchlichen und vielfach sogar lügenhaften Vorbringen, insbesondere im Zusammenhang mit dem kategorischen Bestreiten seiner Täterschaft, speziell bezüglich seinem gescheiterten Alibikonstrukt, erschienen unhaltbar und unglaubhaft. Er belaste sich dadurch sehr stark selber (angefochtenes Urteil S. 119 f. und Ziff. 8 S. 138 f.).
4.6.2 Der Beschwerdeführer hält dem entgegen, es seien rund 21 Einvernahmen mit einer Dauer von mehrheitlich mehreren Stunden mit ihm durchgeführt worden. Statt sein Schweigen zu akzeptieren, sei von der Polizei Druck auf ihn ausgeübt worden. Bei der Würdigung seiner Aussagen sei nicht berücksichtigt worden, dass unter solchen Umständen jede andere Person nicht in der Lage gewesen wäre, durchwegs gleichlautende Aussagen zu machen. Ebenfalls unberücksichtigt geblieben sei, dass er gegenüber einer normal begabten Person zusätzlich Probleme gehabt habe, den Befragungen gewachsen zu sein. Die im psychiatrischen Gutachten geschilderten Merkmale seiner Persönlichkeitsstörung würden zu einem grossen Teil ihren Niederschlag in seinem Aussageverhalten finden, so zum Beispiel das Abweichen vom üblichen Verhalten bei Befragungen, das sture Festhalten an einmal gefassten Ansichten, die Schwierigkeit, allgemein adäquat kommunizieren zu können, und insbesondere die als karg und stereotypisch bezeichneten Aussagen. Die Ursache für sein von der Norm abweichendes Aussageverhalten liege in seiner Persönlichkeitsstörung, mithin einem psychischen Leiden. Sein Aussageverhalten dürfe daher nicht als Indiz für seine Täterschaft gewertet werden (Beschwerde S. 6 f.). Die Vorinstanz habe die Aussagen von B._ und A._ in Bezug auf die zeitlichen Verhältnisse völlig unkritisch übernommen. Nach B._ sei es zudem nichts Aussergewöhnliches gewesen, dass er nach dem Mittagessen kurz weggefahren sei. Die Vorinstanz lasse ausser Acht, dass er aufgrund seiner intellektuellen Fähigkeiten gar nicht in der Lage gewesen wäre, ein derartiges Alibi zu konstruieren (Beschwerde Ziff. 10.1 S. 11 f.).
4.6.3 Das lügenhafte Bestreiten einzelner, nicht unmittelbar rechtserheblicher Tatsachen oder widersprüchliche und offensichtlich unzutreffende Angaben des Beschuldigten dürfen nur insoweit als zusätzlich belastendes Element und damit als Indiz für die Täterschaft herangezogen werden, als dessen entlastenden Aussagen dadurch generell als unglaubhaft eingestuft werden müssen. Damit diesem ein lügenhaftes Verhalten zum Vorwurf gemacht werden kann, genügt es nicht, dass das Gericht in freier Würdigung der Beweise zum Schluss kommt, seinen Aussagen sei kein Glaube zu schenken. Erforderlich ist vielmehr, dass diese aufgrund der Aktenlage und schlüssiger Beweise klar als Lüge entlarvt werden können, so dass nicht nur die unzutreffende Behauptung, sondern auch dessen übrigen Aussagen unglaubhaft erscheinen.
Fraglich ist, ob die Angaben des Beschwerdeführers zu seiner Beschäftigung am 31. Oktober 2007 zwischen 12 und 14 Uhr als offensichtliche Lüge bezeichnet werden können, nachdem die Vorinstanz im Ergebnis selber zum Schluss kommt, dass es diesem in Anbetracht der örtlichen und zeitlichen (Weg-)Verhältnisse durchaus möglich gewesen wäre, Z._ in Madiswil zu treffen und auf dem Rückweg bei den Höfen von P._ und Q._ vorbeizugehen, und sie die Frage damit offen lässt, ob der Beschwerdeführer am Mittag des 31. Oktobers 2007 tatsächlich bei P._ und Q._ war. Was die Dauer von dessen Abwesenheit vom Hof am Mittag des 31. Oktobers 2007 bzw. den Zeitpunkt seiner Rückkehr anbelangt, so ist zu berücksichtigen, dass B._ und A._ keine Angaben dazu machen konnten, wann der Beschwerdeführer den Hof verliess, und zumindest B._ nicht ausschliesst, dass dieser bereits um 13.30 Uhr zurückkehrte, was den Angaben des Beschwerdeführers, welcher zwischen 13.05 und 13.15 Uhr zurückgewesen sein will, sehr nahe kommt. Dies ändert jedoch nichts daran, dass der Beschwerdeführer über kein Alibi verfügt, dass er gemäss der willkürfreien Feststellung der Vorinstanz zum Zeitpunkt des Treffens des Opfers auf dem Parkplatz hinter dem Coop in Madiswil und damit zum mutmasslichen Tatzeitpunkt vom Hof abwesend war, und es ihm in Anbetracht der Dauer seiner Abwesenheit möglich gewesen wäre, die Tat zu begehen. Nicht angehen kann es, das Bestreiten der Tätlichkeiten zum Nachteil seiner Ex-Ehefrau als belastendes Indiz gegen den Beschwerdeführer auszulegen, da diese Tätlichkeiten mit der vorliegend zu beurteilenden Tat in keinem Zusammenhang stehen (vgl. E. 4.5.2).
Hingegen sind dessen Angaben zumindest insofern klar widersprüchlich, als er anlässlich der Einvernahmen vom 3. und 5. November 2007 noch aussagte, er sei am 31. Oktober 2007 am Mittag zuhause gewesen, in der Folge jedoch eingestand, kurz weggefahren zu sein. Anfänglich gab er zudem zu Protokoll, er habe das Opfer letztmals vor ca. einem Jahr gesehen. In einer späteren Befragung revidierte er seine Aussage und präzisierte, er habe dieses letztmals im Frühling 2007 an einem Mittag in Madiswil bei der Linksmäderhalle getroffen und sie hätten etwa eine halbe Stunde miteinander in ihrem Auto diskutiert. Zudem sagte er aus, er sei dieser ab und zu zufällig im "Konsum" in Huttwil begegnet, und es sei durchaus möglich, dass sie sich zwischen Frühling und Herbst 2007 nochmals getroffen hätten (vgl. angefochtenes Urteil S. 74). Vor der Vorinstanz machte der Beschwerdeführer schliesslich geltend, er habe Z._ letztmals am 1. Oktober 2007 getroffen und mit ihr in einem Auto diskutiert (vgl. angefochtenes Urteil S. 40). Anlässlich seiner Befragung vom 3. November 2007 gab er überdies an, er habe Z._ letztmals vor ca. 3 bis 4 Monaten anrufen wollen, er habe jedoch eine falsche Nummer eingegeben oder diese habe die Nummer gewechselt, da die von ihm angewählte Nummer ungültig gewesen sei. Er kenne deren Nummer gegenwärtig nicht mehr und habe sie auch nicht in seinem Handy gespeichert (kant. Akten, Urk. 608), was sich angesichts der retroaktiven Telefonüberwachung als offensichtlich unzutreffend herausstellte. Diese zumindest teilweise falschen Angaben stehen in einem direkten Zusammenhang mit der untersuchten Tat. Insoweit durfte die Vorinstanz willkürfrei von einem widersprüchlichen und lügenhaften Aussageverhalten des Beschwerdeführers ausgehen, das darauf abzielte, von seiner Person als Tatverdächtigen abzulenken, und nicht auf seine Persönlichkeitsstörung zurückgeführt werden kann.
4.7 4.7.1 Sog. autosomale DNA-Profile, welche bei den meisten Spuren individualisierend wären, konnten anhand des vorhandenen Spurenmaterials nicht erstellt werden (vgl. angefochtenes Urteil S. 39). Die sog. Y-chromosomale Analyse der DNA-Spuren ab der Faserpelzjacke des Opfers und ab dessen Personenwagen am Türrahmen innen fahrerseitig ergab Hinweise auf mindestens drei bzw. mehr als drei Spurengeber. Ein direkter Vergleich zeigte, dass der aus der Untersuchung resultierende Y-chromosomale Haplotyp mit D._ und den Gebrüdern X._, E._ und R._ (inklusive deren männlichen Nachfolgern) anteilsmässig übereinstimmt. Die übrigen Spurengeber waren aufgrund der geringen Menge an Spurenmaterial nicht weiter verwertbar. Die Vorinstanz lässt offen, ob die Spuren ab der Faserpelzjacke nicht auch vom angeblichen Treffen des Beschwerdeführers mit Z._ am 1. Oktober 2007 stammen könnten bzw. ob diese die Faserpelzjacke anlässlich dieses Treffens überhaupt getragen und seither nicht mehr gewaschen hat. Was die Spuren am Fahrzeug anbelangt, so hält sie für "eher unwahrscheinlich", dass diese aus der Zeit datieren, als Z._ noch mit ihrem Ehemann und den gemeinsamen Söhnen auf dem Hof lebte, da seit deren Wegzug und somit seit dem letztmöglichen Benutzen des Fahrzeugs durch die Gebrüder X._, E._ und R._ mitsamt Söhnen bereits über ein Jahr und drei Monate verstrichen waren. Dies umso mehr, als nicht ausgeschlossen werden könne, dass das Fahrzeug in der Zwischenzeit gereinigt worden sei (angefochtenes Urteil S. 40 ff.).
4.7.2 Eine verbindliche Feststellung der Vorinstanz, dass die DNA-Spuren erwiesenermassen bzw. mit einer ausreichenden Wahrscheinlichkeit dem Beschwerdeführer zuzuordnen sind und mit der Tat in einem Zusammenhang stehen könnten, liegt damit nicht vor. Die Ergebnisse der Y-chromosomalen Analyse der DNA-Spuren ab der Faserpelzjacke und dem Fahrzeug des Opfers können somit nicht gegen den Beschwerdeführer verwendet werden. Der Beschwerdeführer macht zu Recht geltend, dass der Umstand, dass die Spurenauswertung keine unwiderlegbaren Anhaltspunkte für die Tat eines Dritten geben, seine Täterschaft jedoch auch nicht ausschliessen (vgl. angefochtenes Urteil S. 41 und 43), nicht als belastendes Indiz gegen ihn ausgelegt werden kann (Beschwerde S. 5 f.). Nicht weiter einzugehen ist daher auf dessen Einwände, die Vorinstanz habe zu Unrecht nicht geprüft, ob die Jacke seit dem 1. Oktober 2007 gewaschen wurde (Beschwerde Ziff. 8.2 S. 8), bzw. sie sei zu Unrecht davon ausgegangen, das Fahrzeug von Z._ sei seit deren Wegzug vom Hof im Inneren gereinigt worden (Beschwerde Ziff. 8.3 S. 8 f.).
4.7.3 Auf einem Hämatom am Brustkorb des Opfers wurde die DNA-Spur einer unbekannten männlichen Person gefunden. Die Hauptkomponente des DNA-Profils ab dem Hämatom stimmt gemäss dem Untersuchungsbericht des Instituts für Rechtsmedizin (IRM) der Universität Bern vom 7. Februar 2008 mit den Hauptkomponenten eines DNA-Profils, welches im Zusammenhang mit einem Tötungsversuch durch Manipulation einer Herz-Lungenmaschine im Inselspital Bern vom 8. Oktober 2007 in die DNA-Datenbank (EDNA-IS) eingetragen wurde, überein. Ein Vergleich mit dem DNA-Profil der Mitarbeiter des IRM und der Sachbearbeiter des KTD ergab, dass diese als Spurengeber auszuschliessen sind (kant. Akten, Urk. 1817 und 1850 f.). Gemäss den Berichten des IRM vom 6. November 2008 und 22. Januar 2010 könnte diese DNA-Spur möglicherweise von einem Mitarbeiter der Strafverfolgungsbehörde stammen. Da dieses DNA-Profil auch in einem anderen Fall als komplettes Profil vorhanden sei, handle es sich höchstwahrscheinlich um eine Kontamination (kant. Akten, Urk. 1851.c und 2915 ff.).
Die Vorinstanz führt dazu aus, die Frage, wie die DNA-Spur auf dem Hämatom am Brustkorb zustande gekommen sei, bleibe zwar letztlich ungeklärt. Allerdings sei absolut nicht nachvollziehbar, weshalb ein männlicher Täter zuerst auf der Notfallstation des Inselspitals in Bern mittels Manipulation einer Herz-Lungen-Maschine jemanden umzubringen versuche, um dann 23 Tage später auf einem Parkplatz in Madiswil eine Frau in einem Auto mit einer Faustfeuerwaffe zu erschiessen, ohne dass dort auch nur der kleinste Hinweis auf dessen Täterschaft, abgesehen von der DNA, hätte festgestellt werden können. Eine Dritttäterschaft des fraglichen männlichen Spurengebers erscheine somit als rein theoretische Möglichkeit, welche als völlig abwegig und singulär praktisch ausgeschlossen werden könne (angefochtenes Urteil S. 19 f.).
Wünschenswert wäre, dass solche Kontaminationen vermieden, oder aber der Frage nach dem Spurengeber weiter nachgegangen wird, wenn wie vorliegend davon ausgegangen wird, dass es sich um einen Mitarbeiter der Strafverfolgungsbehörde handeln muss. Im Ergebnis ist die vorinstanzliche Würdigung allerdings nicht zu beanstanden. Der fragliche Spurengegeber kann als Täter mit ausreichender Sicherheit ausgeschlossen werden, da dessen DNA-Spur ausschliesslich auf dem Hämatom unter der Kleidung des Opfers, nicht jedoch an der Kleidung selber aufgefunden wurde. Was der Beschwerdeführer gegen die Feststellung der Vorinstanz einwendet (Beschwerde Ziff. 8.4 S. 9), vermag keine Willkür zu begründen.
4.7.4 Weder an den Händen noch an den Kleidern des Beschwerdeführers konnten Schmauchspuren festgestellt werden (angefochtenes Urteil S. 45). Ab der linken Hand des Beschwerdeführers konnte zwar ein sehr kleiner Partikel mit der gleichen Zusammensetzung wie der Schmauch der verwendeten Tatmunition gesichert werden, welcher jedoch keinen rechtsgenüglichen Nachweis für Schmauch darstellt und der auch durch einen Vorgang an einer verschmutzten Schleifmaschine entstanden sein könnte (angefochtenes Urteil S. 44 f.). Die Vorinstanz weist indessen darauf hin, dass der Beschwerdeführer seine Hände in der Zeit ab dem 31. Oktober bis am 5. November 2007 um 18 Uhr, dem Zeitpunkt der Untersuchung, mehrfach gewaschen haben muss (S. 46).
4.7.5 Das morphometrisch-rekonstruktive Gutachten des IRM Bern vom 9. Oktober 2008 ergab, dass Z._ bei offener Fahrertüre am Steuer ihres Fahrzeugs sitzend von einer neben ihr stehenden Person durch einen aufgesetzten Schuss tödlich verletzt wurde. Der Schussverlauf und die Lokalisation des Einschussdefektes sind gemäss dem Gutachten mit einer stehenden Körperhaltung eines ca. 170 cm grossen Täters vereinbar und schliessen nach Auffassung der Vorinstanz eine Täterschaft des ca. 165 cm grossen Beschwerdeführers nicht aus (angefochtenes Urteil S. 46).
4.8 Die Vorinstanz führt überdies aus, aufgrund des IRM-Befunds sei ein Sexualdelikt auszuschliessen. Dasselbe gelte mit Blick auf die Fundsituation im Bereich der Leiche auch für ein Vermögensdelikt. Eine Täterschaft von D._ oder von Angehörigen des Beschwerdeführers (dessen Brüder sowie den Kindern des Opfers) komme ebenfalls nicht in Frage, da nicht die geringsten konkreten Anhaltspunkte für ein Tatmotiv dieser Personen bestünde. Anzumerken bleibe im Übrigen, dass die Tagesprogramme dieser Personen zur kritischen Zeit, insbesondere von E._, B._ und A._ sowie R._ am 31. Oktober 2007 über Mittag nie in Zweifel gezogen worden seien, und dass auch der Beschwerdeführer selber keine dieser Personen der Täterschaft bezichtigt habe (S. 125 ff.). Ebenso würden konkrete Anhaltspunkte für eine anderweitige unbekannte Dritttäterschaft fehlen. Die Kantonspolizei habe drei Personen, welche als mögliche Täter genannt worden seien, polizeilich eingehender überprüft und als Täter ausschliessen könnten. Sie habe trotz umfangreicher Befragungen und technischer Auswertungen keinen einzigen Hinweis finden können, welcher den Schluss zugelassen hätte, dass ausser dem Beschwerdeführer jemand anderes für die Tat in Frage komme (angefochtenes Urteil S. 127). Insbesondere würden konkrete Anhaltspunkte für eine Drittbeziehung des Opfers parallel zu derjenigen mit D._ fehlen (S. 68 ff. und 128). I._ habe zwar ausgesagt, sie habe am 31. Oktober 2007 zwischen 14.15 und 14.30 Uhr, ev. am 1. November zwischen 15.15 und 15.20 Uhr einen jungen Mann als Beifahrer von Z._ in deren Personenwagen gesehen. Die diesbezüglichen Aussagen würden einer näheren Überprüfung jedoch nicht Stand halten (S. 89 ff. und 128). Schliesslich bestünden nicht die geringsten Hinweise, dass zwischen dem Suizid von S._ am 7. November 2007 und dem Tod von Z._ ein Zusammenhang bestehen könnte. Als Motiv für die Selbsttötung werde im Bericht der Kantonspolizei Bern vom 10. November 2007 die Trennung von seiner Ex-Lebenspartnerin genannt (S. 22 und 128 f.).
4.9 Die Vorinstanz erwägt mit Verweis auf den Entscheid des Kreisgerichts schliesslich, der Beschwerdeführer habe eine stark ausgeprägte Verdrängungstaktik und könne sich nicht in andere hineinfühlen. Dass er sich nach der Tat nichts habe anmerken lassen, zur Tagesordnung übergegangen sei, die Tat bis heute leugne und im Verfahren nicht zusammengebrochen sei und schlussendlich ein Geständnis abgelegt habe, passe zu seiner Art, Negatives auszublenden und zu verdrängen. Diesem Eindruck, den das Kreisgericht vom Beschwerdeführer gewonnen habe, sei nach konstanter Praxis beweiswürdigend erhebliches Gewicht beizumessen, zumal dieser rundweg mit der ganzen Aktenlage und auch schon mit der von der Polizei gewonnenen Wahrnehmung des Beschwerdeführers in Einklang stehe (angefochtenes Urteil S. 131; Urteil des Kreisgerichts, kant. Akten, Urk. 2765 f.).
5. In Würdigung der Gesamtheit der den Beschwerdeführer belastenden Elemente durfte die Vorinstanz, ohne in Willkür zu verfallen, zum Schluss kommen, dieser habe Z._ am 31. Oktober 2007 auf dem Parklatz hinter dem Coop in Madiswil erschossen. Gestützt auf den in der Agenda des Opfers aufgefundenen Notizzettel, die Ergebnisse der retroaktiven Telefonüberwachung, die widersprüchlichen Angaben des Beschwerdeführers zu seinen letzten Kontakten mit dem Opfer und dessen Abwesenheit vom Hof zu diesem Zeitpunkt durfte sie als erwiesen annehmen, dieser habe sich mit dem Opfer am 31. Oktober 2007 um ca. 12.30 Uhr auf dem erwähnten Parkplatz getroffen. Da dieses ab diesem Zeitpunkt keine Lebenszeichen mehr von sich gab und in seinem Fahrzeug auf dem betreffenden Parkplatz tot aufgefunden wurde, in Berücksichtigung auch des Tatmotivs des Beschwerdeführers, welcher zum Opfer offensichtlich eine emotionale Beziehung pflegte, den gegenüber dem Opfer ausgesprochenen Drohungen, den bereits früher in einer ähnlichen Situation erfolgten Todesdrohungen gegenüber seiner Ehefrau sowie dessen Persönlichkeit, in Anbetracht auch des Umstands, dass ein Sexual- oder Vermögensdelikt ausgeschlossen werden kann und Hinweise auf weitere potentielle Täter aus dem Umfeld des Opfers fehlen, durfte die Vorinstanz willkürfrei zur Überzeugung gelangen, es bestünden keine Zweifel an der Täterschaft des Beschwerdeführers.
6. 6.1 Der Beschwerdeführer rügt, seine Beweisanträge seien zu Unrecht abgewiesen worden. Er habe namentlich beantragt, die Hautläsion an seinem Unterarm auf DNA-Spuren zu untersuchen, womit der Nachweis hätte erbracht werden können, dass diese nicht im Zusammenhang mit dem Tötungsdelikt stünden. Auch sei entgegen seinem Antrag keine Untersuchung des Mageninhalts des Opfers erfolgt und der Kassenzettel sei nicht mit den Einkäufen in dessen Fahrzeug verglichen worden. Ein möglicher Zusammenhang mit dem Suizid von S._, welcher sich zwei Tage nach Auffinden von Z._ im Nachbardorf Lotzwil erhängt habe, sei nur am Rande untersucht worden, dies obschon sich S._ und Z._ gekannt hätten und eine entsprechende Vermutung in der Bevölkerung geäussert worden sei (Beschwerde Ziff. 9 S. 9 ff.).
6.2 Die Parteien haben Anspruch darauf, mit rechtzeitig und formgültig angebotenen Beweisanträgen und Vorbringen gehört zu werden, soweit diese erhebliche Tatsachen betreffen und nicht offensichtlich beweisuntauglich sind. Ein Verzicht auf die Abnahme von weiteren Beweisen ist zulässig, wenn sich das Gericht aufgrund der bereits erhobenen Beweise seine Überzeugung gebildet hat und ohne Willkür in vorweggenommener Beweiswürdigung annehmen kann, dass die abgelehnten Beweisanträge nichts an seiner Überzeugung zu ändern vermögen (BGE 134 I 140 E. 5.3; 131 I 153 E. 3).
6.3 Aus dem Fehlen von DNA-Spuren von Z._ auf der Hautläsion des Beschwerdeführers hätte nicht der Schluss gezogen werden können, er habe sich am 31. Oktober 2007 nicht mit dieser getroffen, da die Verletzung nicht zwingend aus einem allfälligen Streit mit dem Opfer herrühren muss, sondern auch eine andere Ursache haben kann. Die Auswertung der DNA-Spuren hätte diesen höchstens belasten, nicht jedoch entlasten können. Die Vorinstanz durfte den Beweisantrag daher ohne Willkür abweisen. Ihre Schlussfolgerung, es könne nicht ausgeschlossen werden, dass die Hautläsion mit der Tat in einem Zusammenhang stehe (angefochtenes Urteil S. 43), kann allerdings auch nicht als Indiz für dessen Täterschaft verstanden werden.
6.4 Z._ arbeitete am 31. Oktober 2007 gemäss Arbeitszeiterfassung von 6.30 bis 10 Uhr im Spar Supermarkt in Bützberg. Sie verliess den Laden um 11.15 Uhr, nachdem sie noch Einkäufe getätigt hatte (angefochtenes Urteil S. 24). Sie hätte daher ausreichend Zeit gehabt, ein Mittagessen vor ihrem Treffen um 12.30 Uhr in Madiswil zu sich zu nehmen. Selbst wenn die Untersuchung des Mageninhalts ergeben hätte, dass sie vor ihrem Tod eine Mahlzeit einnahm, könnte daraus daher nicht abgeleitet werden, sie sei nicht anlässlich des Treffens um 12.30 Uhr, sondern zwingend zu einem späteren Zeitpunkt erschossen worden. Ebenso wenig würde der Umstand, dass einzelne Gegenstände aus der Einkaufstasche im Fahrzeug entnommen wurden, Rückschlüsse auf den genauen Todeszeitpunkt zulassen. Die Abweisung der Beweisanträge (vgl. kant. Akten, Urk. 2170.11) ist im Ergebnis daher nicht willkürlich.
6.5 Der Beschwerdeführer zeigt nicht ansatzweise auf, welche zusätzlichen Untersuchungshandlungen die Vorinstanz hätte anstrengen können, um eine mögliche Täterschaft von S._ nachzuweisen. Ebenso fehlen in seinen Ausführungen jegliche Hinweise, dass er im kantonalen Verfahren entsprechende Beweisanträge gestellt hätte. Auf die Rüge ist nicht einzutreten (vgl. Art. 99 Abs. 2 und Art. 106 Abs. 2 BGG).
7. 7.1 Der Beschwerdeführer wendet ein, die Einvernahmen vom 11. und 21. Dezember 2007 seien nicht verwertbar. Die Vorinstanz werfe ihm vor, er habe diesen Punkt bis und mit Abschluss des erstinstanzlichen Verfahrens nie bemängelt. Dies obschon sein Rechtsvertreter die Art und Weise der Befragung und speziell die erwähnten Einvernahmen in seinem mündlichen Parteivortrag vor dem Kreisgericht unmissverständlich gerügt habe. Die Befragung von 11. Dezember 2007 durch die Polizei in der Bewachungsstation des Inselspitals sei in Abwesenheit seines Verteidigers erfolgt. Obschon er am Anfang der Einvernahme gesagt habe, er wolle vor der Polizei keine Aussagen machen, sei während fast 3 1⁄2 Stunden auf ihn eingeredet worden (Beschwerde Ziff. 3 S. 4 und Ziff. 6 S. 6 f.).
7.2 Die Vorinstanz führt dazu aus (S. 116), aufgrund der Protokolle der Einvernahmen vom 11. und 21. Dezember 2007 ergebe sich, dass der Beschwerdeführer auch bei diesen beiden Gelegenheiten die Fragen der Polizei offenkundig verstanden habe und trotz des Drucks, unter dem er als dringend Verdächtiger bzw. Angeschuldigter rein rollenbedingt zwangsläufig gestanden sei sowie trotz seiner beschränkten intellektuellen Fähigkeiten und seiner schlechten gesundheitlichen Verfassung stets durchaus in der Lage gewesen sei, dazu Stellung zu nehmen oder zu schweigen, wie er es damals für richtig gehalten habe. Jedenfalls würden die Protokolle trotz der je langen Dauer der Einvernahmen nicht die geringsten konkreten Anhaltspunkte für Zweifel an der damaligen Verhandlungsfähigkeit des Beschwerdeführers vermitteln.
7.3 Dem Einvernahmeprotokoll vom 11. Dezember 2007 kann entnommen werden, dass sich der Beschwerdeführer während der annähernd 3 1⁄2 stündigen Einvernahme auf sein Aussageverweigerungsrecht berief oder auf die Fragen der Polizei schwieg (kant. Akten, Urk. 700 ff.). Der Beschwerdeführer zeigt nicht auf, inwiefern die Vorinstanz dieses Schweigen zu seinen Ungunsten verwertet hätte. Soweit sie sein Aussageverhalten, insbesondere den Umstand, dass er sich immer wieder unwissend gab und sich nicht mehr erinnern wollte, als belastendes Indiz interpretiert, stützt sie sich auf seine anlässlich der übrigen Einvernahmen erfolgten Aussagen, deren Verwertbarkeit vom Beschwerdeführer nicht in Frage gestellt wird.
Die Einvernahme vom 21. Dezember 2007 im Regionalgefängnis Bern erfolgte in Anwesenheit seines Verteidigers (vgl. kant. Akten, Urk. 723 ff.). Gründe, weshalb diese nicht verwertbar sein soll, sind nicht ersichtlich. Der Beschwerdeführer setzt sich mit den diesbezüglichen Erwägungen im angefochtenen Entscheid nicht auseinander. Auf seine Rüge ist daher nicht einzutreten (vgl. Art. 106 Abs. 2 BGG).
8. 8.1 Der Beschwerdeführer sieht den Grundsatz in dubio pro reo als Beweislastregel verletzt, da aus dem angefochtenen Urteil herausgelesen werden könne, dass das Gericht ihm vorwerfe, seine Unschuld sei nicht nachgewiesen und er habe nichts zur Aufklärung des Falls beigetragen (Beschwerde Ziff. 4 S. 3). Sein Verhalten, sein Schweigen und seine fehlende Mitarbeit bei der Aufklärung seien in Missachtung dieses Grundsatzes als gewichtiges Indiz für seine Schuld gewertet worden (Beschwerde S. 5). Das Gericht gehe offensichtlich davon aus, dass unwiderlegbare Anhaltspunkte für eine Dritttäterschaft erbracht werden müssten, um seine Schuldlosigkeit bejahen zu können, und dass es zum Nachweis seiner Schuld reiche, dass seine Täterschaft nicht ausgeschlossen werden könne. Indirekt werde dadurch zum Ausdruck gebracht, dass seine Unschuld nachgewiesen werden müsse (Beschwerde Ziff. 5 S. 6).
8.2 Als Beweislastregel bedeutet der Grundsatz in dubio pro reo, dass es Sache der Anklagebehörde ist, die Schuld des Angeklagten zu beweisen. Der Grundsatz ist verletzt, wenn der Strafrichter einen Angeklagten (einzig) mit der Begründung verurteilt, er habe seine Unschuld nicht nachgewiesen. Dies prüft das Bundesgericht mit freier Kognition (BGE 127 I 38 E. 2a mit Hinweis).
8.3 Die Vorinstanz gelangt in freier Beweiswürdigung zum Schluss, der Beschwerdeführer habe Z._ getötet, dies gestützt auf den Anfangsverdacht, welchen sie im Treffen des Beschwerdeführers mit dem Opfer zur Tatzeit und am Tatort begründet sieht, sowie die übrigen, den Beschwerdeführer belastenden Elemente.
Das Gericht darf den Umstand, dass sich der Beschuldigte auf sein Aussageverweigerungsrecht beruft, nur unter gewissen Umständen in die Beweiswürdigung einbeziehen. Dies ist nach der Rechtsprechung der Fall, wenn sich dieser weigert, zu seiner Entlastung erforderliche Angaben zu machen, obschon eine Erklärung angesichts der belastenden Beweiselemente vernünftigerweise erwartet werden dürfte (Urteil 1P.641/2000 vom 24. April 2001, publ. in: Pra 90/2001 Nr. 110, E. 3 und 4 mit Hinweisen). Dies ist vorliegend nicht der Fall. Der Beschwerdeführer berief sich allerdings nur vereinzelt auf sein Aussageverweigerungsrecht. Die Feststellung der Vorinstanz, der Beschwerdeführer habe sich immer wieder unwissend, teilnahmslos und desinteressiert gegeben, obschon ihn die Aufklärung des Falles aufgrund seines (früheren) guten Verhältnisses zum Opfer hätte interessieren müssen (vgl. angefochtenes Urteil S. 118 mit Verweis auf die Erwägungen des Kreisgerichts, kant. Akten, Urk. 2759; Beschwerde Ziff. 5 S. 5), stellt eine im Rahmen der freien Beweiswürdigung zulässige Würdigung seiner Aussagen dar. Darin kann keine Umkehr der Beweislast gesehen werden. Dem Beschwerdeführer ist insofern beizupflichten, als der Vorwurf der Vorinstanz, er hätte im Falle seiner Unschuld ein naheliegendes Interesse gehabt, einen unbekannt gebliebenen Dritttäter bereits anlässlich der ersten Kontaktnahme durch die Polizei zu seiner eigenen Entlastung zu erwähnen, missverständlich ist (vgl. Beschwerde Ziff. 5 S. 5; angefochtenes Urteil S. 139). Gleiches gilt für deren Schlussfolgerung, "Wer ist denn der Täter, wenn nicht X._?" (S. 140). Auch diesbezüglich liegt jedoch keine Verletzung des Grundsatzes in dubio pro reo vor, nachdem die Vorinstanz insgesamt schlüssig darlegt, weshalb sie zur Überzeugung gelangt, der Beschwerdeführer habe die Tat begangen, und diesem keineswegs einzig vorwirft, er habe seine Unschuld nicht beweisen können.
9. Die Anträge des Beschwerdeführers auf Haftentlassung und Abweisung der Schadenersatz- und Genugtuungsforderung der Beschwerdegegnerin werden nicht bzw. ausschliesslich mit dem beantragten Freispruch begründet. Da es bei der Verurteilung bleibt, ist darauf nicht weiter einzugehen.
10. Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung ist gutzuheissen, da die Beschwerde nicht von vornherein aussichtslos war und die Bedürftigkeit des Beschwerdeführers erstellt scheint (Art. 64 Abs. 1 und 2 BGG). Es sind keine Kosten zu erheben. Der Vertreter des Beschwerdeführers ist für das Verfahren vor dem Bundesgericht aus der Bundesgerichtskasse zu entschädigen.
Die Beschwerdegegnerin wurde nicht zur Stellungnahme aufgefordert. Sie hatte vor Bundesgericht daher keine Umtriebe, weshalb ihr keine Entschädigung zuzusprechen ist.
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung wird gutgeheissen.
3. Es werden keine Kosten erhoben.
4. Rechtsanwalt Ulrich Kiener wird für das bundesgerichtliche Verfahren eine Entschädigung von Fr. 3'000.-- aus der Bundesgerichtskasse ausgerichtet.
5. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Bern, 2. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 13. Dezember 2010
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Favre Unseld