Das Projekt "Systembiologischer Vergleich von Kartoffel- und Maniokpflanzen zur nachhaltigen Nutzpflanzenproduktion" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Biologie, Lehrstuhl für Biochemie.
Das Projekt "Teilprojekt: Feldversuche^BioEnergie2021 - BreedVision - Breeding by Design für eine Kaskadennutzung von Energiegetreide unter Low-Input-Bedingungen^Teilprojekt: Phänotypisierung^Teilprojekt: Trägerfahrzeug, Teilprojekt: Genotypisierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720).Das wachsende Missverhältnis zwischen globalem Energieverbrauch und dem Vorrat an fossilen Energieträgern führt dazu, dass Energie verstärkt auch aus Pflanzenbiomasse gewonnen wird. Problematisch ist dabei die zunehmende Konkurrenz zwischen der Produktion von Energiepflanzen und der Produktion von Futter- bzw. Nahrungsmitteln. Eine Kaskadennutzung von Kulturarten kann diese Konkurrenz entschärfen. Darüber hinaus ist es wichtig, die Energieproduktion aus Biomasse so nachhaltig wie möglich zu gestalten. Dafür ist der Nettoenergieertrag je Flächeneinheit eine entscheidende Größe. Ein attraktiver Ansatz, den Energieertrag zu steigern, liegt in der züchterischen Verbesserung der Nährstoffnutzungseffizienz von Kulturarten. Damit könnte zum Beispiel der Einsatz mineralischer Stickstoffdünger reduziert werden, der energieintensiv über das Haber-Bosch-Verfahren synthetisiert werden muss. Die Kulturart Triticale (×Triticosecale Wittmack) ist hervorragend für eine nachhaltige Bioenergieproduktion geeignet, da selbst unter Low-Input-Bedingungen hohe Biomasseerträge erzielt werden können und eine breite genetische Variation für Biomasseertragspotential im aktuellen Zuchtmaterial vorhanden ist. Das geplante Verbundvorhaben zielt darauf ab, die Stickstoffnutzungseffizienz von Triticale mittels Breeding by DesignTM unter Berücksichtigung einer Kaskadennutzung von Kornertrag und Restpflanzenbiomasse zu steigern. Der Flaschenhals bei der Umsetzung des Konzepts Breeding by DesignTM besteht in der ungenügenden Kenntnis über die molekulare Basis komplexer Merkmale. Dies liegt vor allem daran, dass geeignete Phänotypisierungstechniken fehlen, mit denen kosten- und zeiteffizient die Dynamik agronomisch relevanter Merkmale untersucht werden kann. In Arbeitspaket A soll dieser Flaschenhals geweitet werden, indem eine Phänotypisierungsplattform entwickelt wird, die aus einem flexiblen Trägerfahrzeug mit intelligenten Sensorsystemen besteht. Weiterhin etablieren wir im Rahmen des Arbeitspakets A Methoden, die eine schnelle Erfassung von Restpflanzenbiomasse ermöglichen. In Arbeitspaket B wird die entwickelte Phänotypisierungsplattform dazu eingesetzt, die molekulare Basis von Stickstoffnutzungseffizienz aufzuklären. Mithilfe moderner Designs zur QTL-Kartierung mit Mehrlinienkreuzungen werden Genomregionen identifiziert, die für das dynamische Merkmal Stickstoffnutzungseffizienz im Hinblick auf eine Kaskadennutzung von Kornertrag und Restpflanzenbiomasse kodieren. Die Kenntnisse über die genetische Architektur der Stickstoffnutzungseffizienz bilden die Grundlage für eine wissensbasierte Züchtung und ermöglichen es, den Zuchtfortschritt bei Energie-Triticale zu beschleunigen. Um diese ambitionierten Ziele zu erreichen, bündeln wir Kompetenzen aus den Bereichen Ingenieurwissenschaften, Landtechnik und angewandte Pflanzenzüchtung.
Das Projekt "Teilvorhaben 5: Vermehrung und Polyploidisierung^Züchtung und Anbau von Kaukasischem Löwenzahn (Taraxacum koksaghyz) - Von der Wildpflanze zum nachwachsenden Industrierohstoff (TAKOWIND)^Teilvorhaben 3: Genetische Analyse und markergestützte Selektion, Teilvorhaben 1: Züchtung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: ESKUSA GmbH.Zuchtarbeiten zur Entwicklung von kasachischem Löwenzahn (Taraxacum koksaghyz) als nachwachsender Industrierohstoff mit Mehrfachnutzung (Kautschuk, Inulin) sollen weitergeführt werden. Ziele des Vorhabens sind weitere Selektionsschritte im Pflanzenmaterial unter Nutzung unterstützender und beschleunigender Zuchtmethodik (Molekulare Marker, Biomarker, In vitro-Techniken, NMR-Analytik). Ferner soll Saatgut für weitere Vermehrungen gewonnen sowie Wurzeln zur Extraktion von Kautschuk und Inulin geerntet werden. Die Extrakte werden im Pilotmaßstab weiter bearbeitet. Rohstoffchargen sollen bereitgestellt und ihre technischen und physikochemischen Eigenschaften beurteilt werden. In spaltenden Taraxacum koksaghyz Populationen sollen genetische Analysen für agronomisch und metabolomisch relevante Merkmale durchgeführt werden. Isoprenoide und Inulin sollen NMR-analytisch erfasst werden. Selektierte Genotypen sollen in vitro vermehrt, z.T. polyploidisiert sowie in vitro beschleunigt zur Blüte gebracht werden. Sequenzen der Schlüsselgene relevanter Stoffwechselwege sollen als Selektionsmarker eingesetzt und weitere Marker zur Spezies-Identifikation sowie zur markergestützten Rückkreuzung eingesetzt werden. Verschiedene Taraxacum-Arten und daraus hergestellte Bastarde sollen in ihren agronomischen Eigenschaften züchterisch verbessert und letztendlich als Industrierohstoff bereitgestellt werden. Saatgut und Wurzeln werden auf Praxisflächen erzeugt.
Das Projekt "Züchtung und Anbau von Kaukasischem Löwenzahn (Taraxacum koksaghyz) - Von der Wildpflanze zum nachwachsenden Industrierohstoff (TAKOWIND)^Teilvorhaben 3: Genetische Analyse und markergestützte Selektion, Teilvorhaben 5: Vermehrung und Polyploidisierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: hortilab - Labor für pflanzliche Gewebekultur.Vorhabensziel Zuchtarbeiten zur Entwicklung von kasachischem Löwenzahn (Taraxacum koksaghyz) als nachwachsender Industrierohstoff mit Mehrfachnutzung (Kautschuk, Inulin) sollen weitergeführt werden. Ziele des Vorhabens sind weitere Selektionsschritte im Pflanzenmaterial unter Nutzung unterstützender und beschleunigender Zuchtmethodik (Molekulare Marker, Biomarker, In vitro-Techniken, NMR-Analytik). Ferner soll Saatgut für weitere Vermehrungen gewonnen sowie Wurzeln zur Extraktion von Kautschuk und Inulin geerntet werden. Die Extrakte werden im Pilotmaßstab weiter bearbeitet. Rohstoffchargen sollen bereitgestellt und ihre technischen und physikochemischen Eigenschaften beurteilt werden. Arbeitsplanung In spaltenden Taraxacum koksaghyz Populationen sollen genetische Analysen für agronomisch und metabolomisch relevante Merkmale durchgeführt werden. Isoprenoide und Inulin sollen NMR-analytisch erfasst werden. Selektierte Genotypen sollen in vitro vermehrt, z.T. polyploidisiert sowie in vitro beschleunigt zur Blüte gebracht werden. Sequenzen der Schlüsselgene relevanter Stoffwechselwege sollen als Selektionsmarker eingesetzt und weitere Marker zur Spezies-Identifikation sowie zur markergestützten Rückkreuzung eingesetzt werden. Verschiedene Taraxacum-Arten und daraus hergestellte Bastarde sollen in ihren agronomischen Eigenschaften züchterisch verbessert und letztendlich als Industrierohstoff bereitgestellt werden. Saatgut und Wurzeln werden auf Praxisflächen erzeugt.
Das Projekt "Züchtung und Anbau von Kaukasischem Löwenzahn (Taraxacum koksaghyz) - Von der Wildpflanze zum nachwachsenden Industrierohstoff (TAKOWIND), Teilvorhaben 3: Genetische Analyse und markergestützte Selektion" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen.Zuchtarbeiten zur Entwicklung von kaukasischem Löwenzahn (Taraxacum koksaghyz) als nachwachsender Industrierohstoff mit Mehrfachnutzung (Kautschuk , Inulin) sollen weitergeführt werden. Ziele des Vorhabens sind weitere Selektionsschritte im Pflanzenmaterial unter Nutzung unterstützender und beschleunigender Zuchtmethodik (Molekulare Marker, Biomarker, In vitro-Techniken, NMR-Analytik). Ferner soll Saatgut für weitere Vermehrungen gewonnen sowie Wurzeln zur Extraktion von Kautschuk und Inulin geerntet werden. Die Extrakte werden im Pilotmaßstab weiter bearbeitet. Rohstoffchargen sollen bereitgestellt und ihre technischen und physikochemischen Eigenschaften beurteilt werden. In spaltenden T. koksaghyz-Populationen sollen genetische Analysen für agronomisch und metabolisch relevante Merkmale durchgeführt werden. Isoprenoide und Inulin sollen NMR-analytisch erfasst werden. Selektierte Genotypen sollen in vitro vermehrt, z.T. polyploidisiert sowie in vitro beschleunigt zur Blüte gebracht werden. Es werden Selektionsmarker eingesetzt. Verschiedene Taraxacum-Arten und daraus hergestellte Bastarde sollen in ihren agronomischen Eigenschaften züchterisch verbessert und letztendlich als Industrierohstoff bereitgestellt werden. Saatgut und Wurzeln werden auf Praxisflächen erzeugt. Die gummi- und zucker-verarbeitenden Industrien erwarten aus dem Projekt anbauwürdige, ertragreiche T. koksaghyz-Sorten. Der beteiligte Züchter strebt dabei eine Profilierung in Sonderkulturen sowie Lizenzeinnahmen aus der Saatgutproduktion an. Die Universität Münster und das JKI streben Publikationen an. Die Universität Münster strebt Lizenzeinnahmen aus der Nutzung von Patenten an. Das beteiligte in vitro Labor strebt eine Profilierung in Asteraceen an und erwartet Dienstleistungsaufträge. Das beteiligte Analytik-Unternehmen strebt eine weitere Profilierung in der NMR-Analytik pflanzlicher Inhaltsstoffe an. Die Erzeugergemeinschaft erwartet Absatzmöglichkeiten für Saatgut und Wurzeln.
Das Projekt "Pflanzenbiotechnologie: Assoziationsgenetische Studien zur Verbesserung der Hitze- und Trockenstresstoleranz in Gerste (CLIMATE CHANGE), Teilprojekt E" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz.Um Züchtungsstrategien für zukünftige Klimabedingungen zu entwickeln, ist ein grundlegendes Verständnis von phänotypischen und metabolischen Adaptionsmechanismen von Gerste unter möglichst realistischen Trocken- und Hitzestressbedingungen erforderlich. In dem Projekt CLIMATE CHANGE werden zunächst Klimamodelle erstellt. Diese Modelldaten werden in Klimakammern übertragen, um realistische Stressszenarien zu simulieren, unter denen ein Core Set von 100 genetisch möglichst divergenten Zuchtstämmen heranwächst. Dieses Core Set wird aus Illumina iSELECT Daten von 750 aktuellen Gerstenlinien zusammengestellt und auf Veränderungen des Primär-, Sekundärstoffwechsels, Phytohormonhaushalt, Osmoprotektantien und Antioxidantien unter den modellierten Hitze- und Trockenstress mittels flüssigkeitschromatographischer und massenspektroskopischer Methoden hin untersucht. Phänotypische Daten werden parallel in den Klimakammern und an verschiedenen Trockenstandorten in Deutschland erhoben und zusammen mit den Metabolitdaten mittels der Methoden der Assoziationsgenetik zusammengeführt. Weiterhin werden in den Klimakammerversuchen genomabdeckende Expressionsprofile (44 K Agilent Array) von trocken- und hitzestresssensitiven und -toleranten Genotypen vergleichend durchgeführt, um stressrelevante Co-regulationen zu identifizieren. CLIMATE CHANGE zielt darauf ab, genetische Assoziationsstudien einer dem jetzigen agronomischen Leistungsstand entsprechenden Gerstenpopulation unter definierten Klima-Modellszenarien durchzuführen (incl. 192 exotische Gerstenlinien aus ariden Gebieten). Diese Daten werden auf einen SNP BeadXpress array als neue Markerplattform zusammengefasst.
Das Projekt "Teilprojekt IPK Gatersleben^BioEnergie 2021, Modul B1 - OPTIMAS: Systembiologische Modellierung der Ertragsbildung bei Mais^Teilprojekt Universität Regensburg, Teilprojekt Universität Köln" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Köln, Biozentrum, Botanisches Institut.
Das Projekt "Teilprojekt IPK Gatersleben^Teilprojekt metanomics^Teilprojekt Universität Regensburg^BioEnergie 2021, Modul B1 - OPTIMAS: Systembiologische Modellierung der Ertragsbildung bei Mais^Teilprojekt Max-Planck-Institut für mol. Pflanzenphysiologie^Teilprojekt Universität Düsseldorf^Teilprojekt Universität Köln, Koordination" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Biologie, Lehrstuhl für Biochemie.Ziel des Vorhabens ist die Identifizierung von Stoffwechsel-Prozessen und von Leitgenen, die positiv mit einer hohen Biomassenproduktion bei der C4-Pflanze Mais korrelieren, und deren experimentelle Überprüfung in einer genetisch und phänotypisch diversen Mais-Population. Im Rahmen des Vorhabens sollen physiologische, biochemische und molekulare Daten in einem reduktionistischen Ansatz mit landwirtschaftlich relevanten Parametern korreliert werden. Hierzu werden gut charakterisierte Maislinien, die sich in ihren Ertragseigenschaften signifikant unterscheiden, unter fünf verschiedenen, für die Landwirtschaft relevanten Umweltbedingungen kultiviert und zu unterschiedlichen Entwicklungsstadien detailliert inventarisiert. Die mathematische Modellierung der gefundenen experimentellen Daten wird anschließend zur Identifizierung von Leitgenen und von Stoffwechselwegen bzw. zellulären Prozessen herangezogen, die unter diesen Bedingungen mit erhöhtem Biomasse-Ertrag korrelieren. Die Validierung dieser Parameter und die Optimierung der mathematischen Modelle erfolgt dann in einer Mais-Population mit hoher genetischer und phänotypischer Diversität. Durch Rückkopplung mit den Vorhersagen erfolgt die Optimierung der mathematischen Modelle. In diesem Projekt wird ein neuartiges Konzept zur Untersuchung der Ertragsbildung direkt in der Nutzpflanze Mais vorgeschlagen. Dies soll zur Identifizierung von Biomarkern und neuen Leitgenen führen. Beides sind wichtige Elemente für die moderne Pflanzenzüchtung sowohl im Bereich der konventionellen als auch der gentechnischen Züchtung. Es wird daher erwartet, dass eine patentrechtliche Sicherung derartiger neuer, innovativer Erkenntnisse für die Projektpartner möglich sein wird. Die gewerbliche Nutzung soll in enger Zusammenarbeit mit dem Industriepartner gewährleistet werden.
Das Projekt "Teilprojekt IPK Gatersleben^BioEnergie 2021, Modul B1 - OPTIMAS: Systembiologische Modellierung der Ertragsbildung bei Mais^Teilprojekt Universität Regensburg^Teilprojekt Universität Köln, Teilprojekt Universität Düsseldorf" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Düsseldorf, Institut für Entwicklungs- und Molekularbiologie der Pflanzen.
Das Projekt "BioEnergie 2021, Modul B1 - OPTIMAS: Systembiologische Modellierung der Ertragsbildung bei Mais, Teilprojekt IPK Gatersleben" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung.
