Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz durchgeführt. Mit dem Klimawandel und einhergehenden Veränderungen in Temperatur und Niederschlagsverteilung sind Winterackerbohnen zunehmend als Alternative zu Sommerackerbohnen interessant. Voraussetzung ist ihre weitere züchterische Bearbeitung. Das Gesamtziel des Verbundvorhabens besteht in der Identifizierung von DNA-Markern auf der Basis der Assoziationskartierung, die ein markergestütztes 'pre-breeding' von Winterackerbohnen mit verbesserter Trockentoleranz erlauben sollen. Die Arbeitsplanung gliedert sich in drei Komplexe: (1) Die Kartierung von DNA-Markern: 2000 AFLP sollen mittels einer geeigneten Linienpopulation kartiert werden. (2) An einem zweiten Satz von größer als 200 Linien erfolgt die Analyse der Assoziation von DNA-Markern mit Merkmalen. Die physiologische Charakterisierung der Ackerbohnenlinien bezüglich ihrer Trockentoleranz findet unter reproduzierbaren Laborbedingungen an 4 Wochen alten Pflanzen statt. Merkmale sind die Membranstabilität, gemessen als 'electrolyte leakage', das relative Blattwasserdefizit, der Prolingehalt, der Gesamtgehalt löslicher Zucker, der Gehalt an Glycinbetain sowie der Chlorophyllgehalt, gemessen mittels SPAD-Meter. (3) An 40 Linien (Validierungssatz) wird die Trockentoleranz unter freilandnahen Bedingungen im Rain out-Shelter evaluiert. Neben der 13C Diskriminierung als Parameter der Wassernutzungseffizienz werden hier in 3 Umwelten vor allem Ertrag einschließlich Ertragsparametern und Ertragsstabilität ermittelt. Außerdem sollen Feldversuche mit chemischer Sikkation durchgeführt werden, um zu untersuchen, ob solche bei Getreide in der Züchtung auf Trockentoleranz angewandten Methoden für Ackerbohnen relevant sind. Vergleichbare Arbeiten bei Ackerbohnen liegen bislang nicht vor. Die Züchtung trockentoleranter Ackerbohnen wird die Absatzmöglichkeiten für Sorten im In- und Ausland ebenso verbessern, wie Anbauwürdigkeit und Nachhaltigkeit des Anbaus von Ackerbohnen als einheimische Leguminosen. Erkenntnisse und Material stehen über die GFP der Pflanzenzüchtung zur Verfügung.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: KWS Lochow GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KWS LOCHOW GMBH durchgeführt. Voraussetzung für die Erzielung von Zuchtfortschritt für komplexe Merkmale, wie etwa Biomasse- und Kornleistung, ist eine ausreichend hohe genetische Diversität im Züchtungsmaterial sowie Methoden zur effizienten Erschließung und Nutzung dieser Diversität. Allele, die bisher nicht in den Genpools vorhanden sind, müssen aus ansonsten wenig leistungsfähigen, genetischen Ressourcen eingelagert werden.
Dies ist in akzeptablen Zeiträumen mit molekularen Markern und Hochdurchsatz-Technologien für die Phänotypisierung wie etwa der Hyperspektraltechnik möglich. Übergeordnetes wissenschaftliches Ziel dieses Projektes ist die genomweite Suche nach quantitative trait loci (QTL) und ihre Lokalisation mittels Assoziationskartierung für agronomisch wichtige Merkmale der Korn- und Biomasseleistung. Neben der Vorhersage über eine Assoziationskartierung lassen sich auch genomische Indizes bilden, die im Rahmen der genomischen Vorhersage verwendet werden. In einem synergistischen Konzept können genomische und spektrometrische Indizes mit direkt erfassten agronomischen Merkmalen wie dem Biomasse- und Korn-Ertrag zu einem übergeordneten Selektionskriterium für die Entwicklung von Ganzpflanzensilage- (GPS-) Hybriden gebündelt werden. Um effizient Biomasse-Roggen für den einheimischen Markt zu entwickeln, werden in diesem Projekt folgende Schritte ausgeführt: (A) Durchführung von mehrortigen und mehrjährigen Feldprüfungen von 1.040 Nachkommen vorgeprüfter Elite-Elternlinien: (B) Assoziationskartierung von Biomasse- und Kornertragsleistung sowie Entwicklung genomischer Indizes; (C) Erfassung von Hyperspektral-Daten anhand mehrerer Drohnenüberflüge während der Vegetationsperiode und Entwicklung spektrometrischer Indizes; (D) Zusammenfassende Analyse der Daten aller Arbeitsbereiche zur Vorhersage relevanter GPS-Eigenschaften.
Das Projekt "Teilprojekt MLU Halle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Die Erweiterung der Biodiversität unserer Kulturpflanzen und die Anwendung der nicht-invasiven Hyperspektralanalyse bilden zwei Schlüsselinnovationen, um den gegenwärtigen Herausforderungen in der agrarischen Produktion zu begegnen. Wir beabsichtigen, die Leistungsfähigkeit der beiden Innovationen für die Pflanzenzüchtung zu untersuchen und ihre langfristigen Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Produktion abzuschätzen. Zur Beurteilung der beiden Innovationen sollen zum einen agronomisch vorteilhafte Wildgerstengene in 2 Gersten-Rückkeuzungspopulationen (S42IL und HEB-25) lokalisiert werden, welche unter biotischen und abiotischen Stressbedingungen sowie in Bezug auf die Fruchtfolgestellung untersucht wurden (Meilensteine 1A-1D, 2, 3). Zugleich werden Wildgerstengene durch Rückkreuzung in den aktuellen Elitegerste-Genpool überführt, um sie mittelfristig in der Gerstenzüchtung einzusetzen (Meilenstein 4). Zum anderen werden wir das am Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb & -automatisierung entwickelte mobile Hyperspektralsystem AGROVER nutzen, um das Wachstum und die Anreicherung von Nährstoffen in den Pflanzen mit bisher nicht erreichter räumlicher und zeitlicher Auflösung darzustellen (Meilensteine 1E-1F). Durch eine sozio-ökonomische Begleituntersuchung sollen die Steigerung der Leistungsfähigkeit der Pflanzenzüchtung durch die beiden Innovationen geprüft und die langfristigen Auswirkungen für die landwirtschaftliche Produktion abgeschätzt werden (Meilenstein 5).
Das Projekt "GAIN - Biometrie und Bioinformatik Tools für die genomisch gestützte Pflanzenzüchtung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HYBRO Saatzucht GmbH & Co KG durchgeführt. Wichtige Elemente für den erfolgreichen Transfer der Genomforschung in die praktische Pflanzenzüchtung sind: - effizientes Management der riesigen Mengen an diversen genomischen und phänotypischen Daten aus modernen Pflanzenzüchtungsprogrammen, deren Verknüpfung mit Abstammungsdaten und Visualisierung der relevanten Informationen für die Züchtungsentscheidungen - optimierte Versuchsanlagen und Analysen von Feldexperimenten für genomische Studien - Implementierung von QTL- und Assoziationskartierungs-Experimenten in laufende Zuchtprogramme - volle Integration der molekularen Tools in die Planung einzelner Züchtungsschritte in der Mehrstufenselektion und ganzer Zuchtprogramme unter Berücksichtigung der optimalen Allokation von Ressourcen bei gegebenem Budget. Am Forschungsverbund sind vier akademische Partner und 12 Wirtschaftspartner beteiligt. Die akademischen Partner entwickeln die erforderlichen biometrischen und bioinformatischen Werkzeuge zur Erreichung der o.g. Ziele. Die 12 Züchtungsunternehmen stellen eine große Vielfalt an genomischen und phänotypischen Daten sowie weitere züchtungsrelevante Informationen zur Verfügung, die für das Gelingen dieses Verbundprojektes unabdingbar sind. Es sollen die erforderlichen Methoden und Software Tools zur Optimierung einer Genom-basierten Pflanzenzüchtung entwickelt werden, um sie bei einer Vielzahl von Pflanzenarten nutzbar zu machen. Dies schließt vielfältige, zukunftsrelevante Zuchtzielmerkmale ein. Übergeordnetes Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer wissensbasierten Pflanzenzüchtung für eine zukunftsfähige Pflanzenproduktion in Europa.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Universität Hohenheim" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Voraussetzung für die Erzielung von Zuchtfortschritt für komplexe Merkmale, wie etwa Biomasse- und Kornleistung, ist eine ausreichend hohe genetische Diversität im Zuchtmaterial sowie Methoden zur effizienten Erschließung und Nutzung dieser Diversität. Allele, die bisher nicht in den selbstfertilen Genpools vorhanden sind, müssen aus ansonsten wenig leistungsfähigen, genetischen Ressourcen eingelagert werden. Dies ist in akzeptablen Zeiträumen mit molekularen Markern und Hochdurchsatz-Technologien für die Phänotypisierung wie etwa der Hyperspektraltechnik möglich. Übergeordnetes wissenschaftliches Ziel dieses Projektes ist die genomweite Suche nach quantitative trait loci (QTL) und ihre Lokalisation mittels Assoziationskartierung für agronomisch wichtige Merkmale der Korn- und Biomasseleistung. Neben der Vorhersage über eine Assoziationskartierung lassen sich auch genomische Indizes bilden, die im Rahmen der genomischen Vorhersage verwendet werden. In einem synergistischen Konzept können genomische und spektrometrische Indizes mit direkt erfassten agronomischen Merkmalen wie dem Biomasse-und Korn-Ertrag zu einem übergeordneten Selektionskriterium für die Entwicklung von Ganzpflanzensilage (GPS) -Hybriden gebündelt werden. Um effizient Biomasse-Roggen für den einheimischen Markt zu entwickeln, sind folgende Schritte nötig: (A) Durchführung von mehrortigen und mehrjährigen Feldprüfungen von 1.040 Nachkommen vorgeprüfter Elite-Elternlinien: (B) Assoziationskartierung von Biomasse- und Kornertragsleistung, Entwicklung genomischer Indizes; (C) Erfassung von Hyperspektral-Daten anhand mehrerer Drohnenüberflüge während der Vegetationsperiode und Entwicklung spektrometrischer Indizes; (D) Zusammenfassende Analyse der Daten aller Arbeitsbereiche zur Vorhersage relevanter GPS-Eigenschaften.