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Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von numares AG durchgeführt. Deutsches Weidelgras als das wichtigste Futtergras in Deutschland wird besonders von den Auswirkungen des Klimawandels betroffen sein, da es allgemein keine ausgeprägte Trockentoleranz besitzt und Konkurrenzfähigkeit und Ertragskraft besonders in von Sommertrockenheit betroffenen Gebieten leiden wird. In Vorstudien konnte in Deutschem Weidelgras Variation für das Merkmal 'Trockentoleranz' gefunden werden, die für die Züchtung genutzt werden kann. Projektziel ist es, mit innovativen Methoden, die züchterische Bearbeitung des Merkmalskomplexes 'Trockentoleranz' bei Deutschem Weidelgras mit möglichst effizienten Methoden zu erreichen. Die Ergebnisse dieser Studie werden somit zukünftig eine schnellere und effizientere Züchtung neuer Weidelgrassorten ermöglichen, die damit besser an die Auswirkungen des allgemeinen Klimawandels angepasst sind. Als Vorarbeit wurden spaltende Kreuzungspopulationen erstellt, die zu Projektbeginn für die vorgesehenen Arbeiten zur Verfügung stehen. Dieses Material stellt den Nukleus dieses Vorhabens dar und wird im Rahmen dieses Projektes umfangreichen phänotypischen, physiologischen und molekulargenetischen Untersuchungen unterzogen. In Kombination von phänotypischer Beobachtung unter natürlichen (Feldversuch) und kontrollierten (Rain-out Shelter) Trockentressbedingungen mit molekulargenetischen Untersuchungen der Vererbungsstruktur des komplex vererbten Merkmals, entsteht ein umfassendes Bild der Trockenstressantwort eines mehrjährigen Futtergrases. Auf dieser Basis können Genomregionen identifiziert werden, die an der Vererbung von Trockentoleranz beteiligt sind. Diese können in künftigen Züchtungsvorhaben markergestützt selektiert und kombiniert werden. Durch die Erfassung des Pflanzenmetaboloms werden Stoffwechselwege der Trockenstressantwort charakterisiert und eine Vielzahl neuer Biomarker identifiziert, so dass anhand der Pflanzeninhaltsstoffzusammensetzung auf die Trockenstressreaktion der Pflanze geschlossen werden kann.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Pflanzenbau - Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, einen Beitrag zur Aufklärung der Vererbungsstruktur des komplexen Merkmals temporäre Trockentoleranz bei Deutschem Weidelgras (wie sie z.B. in Bayern heute schon während der Vorsommertrockenheit in Franken auftritt) zu leisten. Dabei bleibt auch künftig für Standorte mit für Deutschen Weidelgras grundsätzlich zu geringer Wasserversorgung (permanenten Trockenstress) weiterhin der Wechsel zu anderen Gräserarten - mit im Regelfall geringerem Futterwert - notwendig. Mit innovativen, molekular basierten Züchtungsmethoden soll die Züchtung von Deutschen Weidelgrassorten unterstützt werden, die unter den sich ändernden Umwelt- und Klimabedingungen zum einen eine gute Anpassungsfähigkeit im Hinblick auf Trockenheit zeigen bzw. durch eine erhöhte Wassernutzungseffizienz pro gegebener Einheit Wasser mehr Biomasse bilden können als die aktuellen Sorten. Auf diese Weise kann es gelingen, Erträge und Qualitäten in der Produktion von Grundfutter und damit einer der wichtigsten heimischen Eiweißquellen auch in Zukunft zu sichern. Mit Hilfe innovativer, moderner Methoden der Pflanzenzüchtung, wie der Aufdeckung von Quantitative Trait Loci (QTL) oder den Methoden der genomischen Selektion und des Metabolitenprofilings, können die gesteckten Zuchtziele effizienter erreicht werden, als durch klassische Auslesezüchtung. Zielsetzung: Evaluierung von für das Merkmal 'Trockentoleranz' spaltenden Kreuzungspopulationen unter kontrollierten (Rain-out Shelter, Gewächshaus) und natürlichen Trockenstressbedingungen mit verschiedenen vorgeprüften phänologischen und physiologischen Selektionsmerkmalen. - Genotypisierung der spaltenden Populationen mit einem anhand der Kreuzungseltern vorselektiertem Sortiment an DNA-Markern. - QTL-Analyse zur Aufklärung der Vererbungsstruktur des Merkmals 'Trockentoleranz' mit dem Ziel einer effizienteren Selektion auf dieses Merkmal. - Erstellung von ausgewählten tetraploiden Populationen aus colchizinierten Eltern-Klonen (Ausgangsmaterial der spaltenden Kreuzungspopulationen), die in Zukunft ermöglichen sollen, die Übertragbarkeit von Ergebnissen zur Trockentoleranz aus genetisch leichter zu untersuchenden diploiden Individuen auf die bei der Neuzüchtung von Sorten häufig verwendeten Tetraploiden abzuschätzen und genetische Effekte von allgemeinen Ploidieeffekten trennen zu können. - Etablierung einer NMR-Plattform als neues Werkzeug zur Hochdurchsatzphänotypisierung (Inhaltsstoffprofil) und Selektion auf Basis von Stoffwechselprofilen (Metabolomics).

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz durchgeführt. Mit der globalen Erwärmung und dem prognostizierten Klimawandel werden in Mitteleuropa zunehmend Perioden anhaltender Dürre erwartet. Bei Futter- und Rasengräsern ist die Bereitstellung von Sorten mit erhöhter Trockenheitsresistenz von besonderer Bedeutung, da die meisten Arten mehrjährig sind und damit die Stabilität gegenüber Jahreseffekten eine zusätzliche Relevanz besitzt. Es sollen anhand der in Deutschland wirtschaftlich bedeutendsten Gräserart Lolium perenne Grundlagen für eine effiziente Züchtung trockentoleranter Gräsersorten erarbeitet werden. Beabsichtigt ist eine umfassende Phänotypisierung eines breiten Spektrums genetischer Ressourcen von Lolium perenne. 200 Genotypen sollen in Feldversuchen an fünf repräsentativen Standorten mit zumindest periodisch auftretendem Wassermangel über drei Jahre hinweg mittels Sichtbonituren und spektrometrischen Messungen auf Verhalten und Leistung unter Trockenstress geprüft werden. Mit 50 ausgewählten divergierenden Genotypen werden aufwändigere Prüfungen unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt. Neben Untersuchungen in Rain-out-Sheltern sollen Keimungsversuche unter Trockenstress, Bestimmungen des Wassersättigungs- und Resaturationsdefizit von isolierten Blättern sowie Versuche in PEG-Hydroponik-Systemen durchgeführt werden. Es ist zu prüfen, ob merkmalsrelevante Teilaspekte der Trockentoleranz auch unter solchen Bedingungen erfasst und gegebenenfalls als frühzeitig anzuwendende Selektionskriterien genutzt werden können. Im Ergebnis sollen (1) möglichst hoch differenzierende Phänotypprofile erstellt, (2) Pflanzenmaterial aller Genotypen für weiterführende quantitativ-genetische Untersuchungen sowie für die später durchzuführende Entwicklung molekularer und physiologischer Marker konserviert sowie (3) der Züchtungspraxis einfach zu handhabende Screeningverfahren und charakterisiertes 'pre-breeding'-Material zur Verfügung gestellt werden.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft, Pflanzenbau - Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung durchgeführt. Mit der globalen Erwärmung und dem prognostizierten Klimawandel werden in Mitteleuropa zunehmend Perioden anhaltender Dürre erwartet. Bei Futter- und Rasengräsern ist die Bereitstellung von Sorten mit erhöhter Trockenheitsresistenz von besonderer Bedeutung, da die meisten Arten mehrjährig sind und damit die Stabilität gegenüber Jahreseffekten eine zusätzliche Relevanz besitzt. Es sollen anhand der in Deutschland wirtschaftlich bedeutendsten Gräserart Lolium perenne Grundlagen für eine effiziente Züchtung trockentoleranter Gräsersorten erarbeitet werden. Beabsichtigt ist eine umfassende Phänotypisierung eines breiten Spektrums genetischer Ressourcen von Lolium perenne. 200 Genotypen sollen in Feldversuchen an fünf repräsentativen Standorten mit zumindest periodisch auftretendem Wassermangel über drei Jahre hinweg mittels Sichtbonituren und spektrometrischen Messungen auf Verhalten und Leistung unter Trockenstress geprüft werden. Mit 50 ausgewählten divergierenden Genotypen werden aufwändigere Prüfungen unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt. Neben Untersuchungen in Rain-out-Sheltern sollen Keimungsversuche unter Trockenstress, Bestimmungen des Wassersättigungs- und Resaturationsdefizit von isolierten Blättern sowie Versuche in PEG-Hydroponik-Systemen durchgeführt werden. Es ist zu prüfen, ob merkmalsrelevante Teilaspekte der Trockentoleranz auch unter solchen Bedingungen erfasst und gegebenenfalls als frühzeitig anzuwendende Selektionskriterien genutzt werden können. Im Ergebnis sollen (1) möglichst hoch differenzierende Phänotypprofile erstellt, (2) Pflanzenmaterial aller Genotypen für weiterführende quantitativ-genetische Untersuchungen sowie für die später durchzuführende Entwicklung molekularer und physiologischer Marker konserviert sowie (3) der Züchtungspraxis einfach zu handhabende Screeningverfahren und charakterisiertes 'pre-breeding'-Material zur Verfügung gestellt werden.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung durchgeführt. Mit der globalen Erwärmung und dem prognostizierten Klimawandel werden in Mitteleuropa zunehmend Perioden anhaltender Dürre erwartet. Bei Futter- und Rasengräsern ist die Bereitstellung von Sorten mit erhöhter Trockenheitsresistenz von besonderer Bedeutung, da die meisten Arten mehrjährig sind und damit die Stabilität gegenüber Jahreseffekten eine zusätzliche Relevanz besitzt. Es sollen anhand der in Deutschland wirtschaftlich bedeutendsten Gräserart Lolium perenne Grundlagen für eine effiziente Züchtung trockentoleranter Gräsersorten erarbeitet werden. Beabsichtigt ist eine umfassende Phänotypisierung eines breiten Spektrums genetischer Ressourcen von Lolium perenne. 200 Genotypen sollen in Feldversuchen an fünf repräsentativen Standorten mit zumindest periodisch auftretendem Wassermangel über drei Jahre hinweg mittels Sichtbonituren und spektrometrischen Messungen auf Verhalten und Leistung unter Trockenstress geprüft werden. Mit 50 ausgewählten divergierenden Genotypen werden aufwändigere Prüfungen unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt. Neben Untersuchungen in Rain-out-Sheltern sollen Keimungsversuche unter Trockenstress, Bestimmungen des Wassersättigungs- und Resaturationsdefizit von isolierten Blättern sowie Versuche in PEG-Hydroponik-Systemen durchgeführt werden. Es ist zu prüfen, ob merkmalsrelevante Teilaspekte der Trockentoleranz auch unter solchen Bedingungen erfasst und gegebenenfalls als frühzeitig anzuwendende Selektionskriterien genutzt werden können. Im Ergebnis sollen (1) möglichst hoch differenzierende Phänotypprofile erstellt, (2) Pflanzenmaterial aller Genotypen für weiterführende quantitativ-genetische Untersuchungen sowie für die später durchzuführende Entwicklung molekularer und physiologischer Marker konserviert sowie (3) der Züchtungspraxis einfach zu handhabende Screeningverfahren und charakterisiertes 'pre-breeding'-Material zur Verfügung gestellt werden.

Phaenotyp und Konservierungseigenschaften

Das Projekt "Phaenotyp und Konservierungseigenschaften" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung II, Professur für Grünlandwirtschaft und Futterbau durchgeführt. In Modelluntersuchungen mit Einjaehrigem Weidelgras der Sorte Lirasand auf di- und tetraploider Stufe wurden die Gehalte an Mineralstoffen, Rohprotein, die Energiedichte und die Gehalte an wasserloeschen Kohlenhydraten in Blaettern, Blattscheiden und Halmen untersucht. Ziel der Untersuchung war es, die Wertung der Pflanzenteile fuer die Futterproduktion vorzunehmen. Es zeigt sich, dass keineswegs immer die Blaetter die wertvolleren Pflanzenteile sind. Durch das Wachstum bedingt sind es ueber einen langen Zeitraum die Halme. Die Ergebnisse sind sehr wichtig fuer die Zuechtung, bedeuten sie doch eine Umkehr von den bisherigen Vorstellungen. Die Untersuchungen wurden mit anderen Futterpflanzen und Gruenlandkraeutern fortgefuehrt.

Einfluss der Effizienz von Milchsaeurebakterienzusaetzen auf Futterwert und Gaerqualitaet intensiv und extensiv genutzter Gruenlandaufwuechse

Das Projekt "Einfluss der Effizienz von Milchsaeurebakterienzusaetzen auf Futterwert und Gaerqualitaet intensiv und extensiv genutzter Gruenlandaufwuechse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung II, Professur für Grünlandwirtschaft und Futterbau durchgeführt. Die Gaerfutterbereitung von Fruehjahrsaufwuechsen ist sehr schwierig. Fuer das Gelingen von Silagen ist der epiphytische Milchsaeurebakterienbesatz von entscheidender Bedeutung. In den ersten Aufwuechsen muss sich erst eine ausreichend hohe Milchsaeurebakterienpopulation aufbauen. Die Vermehrungsrate der Milchsaeurebakterien ist sehr gering. Um gutes Gaerfutter zu erhalten muss sich eine genuegend grosse Population aufbauen. In den Versuchen wird nachgewiesen, dass bei zu frueher Nutzung ohne Beimpfung Gaerfutter schlechter Qualitaet entstehen kann. Durch Beimpfung wird der Mangel behoben. Als Bezugsvariante dienen zwei mit unterschiedlichen Konzentrationen stabilisierter Milchsaeurekonzentrate beimpfte Silagen. Als Modellpflanze ist Deutsches Weidelgras ausgewaehlt worden. Untersucht wurden neben Gaersaeuren, pH-Werte, Ethanol, NH3-N und Rohproteingehalte auch die Verdaulichkeit und Energiedichte. Ein zweites Projekt in Zusammenarbeit mit dem Institut fuer Gruenland und Futterpflanzenforschung der FAL befasst sich bei aehnlicher Fragestellung und Versuchsanordnung mit Kraeutern.

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