Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz durchgeführt. 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 "Teilvorhaben 1: Assoziationsgenetik und Überdominanzeffekte an definierten Marker-Loci" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Pflanzenbau - Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung durchgeführt. In the project breeding strategies will be developed for optimizing hybrid winter barley varieties adapted to be integrated in biogas crop rotations. Basis are mother and father winter barley lines from breeding programs of the involved companies. A published and well established CMS system (cytoplasmatic male sterility) will be transferred into the genetic backgrounds of suitable mothers. By the means of high efficient marker systems molecular markers will be developed which will enhance selection for CMS and restorer lines. Test cross hybrids will be generated by and will be phenotyped on six locations for characters which are important for an efficient biogas production with hybrid barley (total biomass yield, late sowing tolerance, winter hardiness, straw stability, resistance against important diseases). Traits which are relevant for stress tolerance and general vitality of plants (root growth, proline content, C13 discrimination) will be assessed. An association mapping approach will identify novel genetic markers correlated to the use of winter barley as renewable resource. Parental lines and test hybrids will be used by WZW, LfL and IPG-2 for examination of molecular mechanisms of heterosis in barley hybrids. Breeding companies will perform field trials at 6 locations. Using association genetic approaches stress tolerance conferring genes could be identified and verified for a heterosis expression in the corresponding hybrid progenies.