Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz - INRES - Fachbereich Pflanzenzüchtung durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Erarbeitung der Grundlagen für resiliente Sorten und Anbausysteme. In den ersten 3 Jahren des Projektes sollen die züchterischen Innovationen der letzten 50 Jahre in Produktionssystemen unterschiedlicher N-Düngungs- und Pflanzenschutzintensität und Umwelten quantifiziert werden. In einem genomweiten Assoziationskartierungsansatz sollen relevante Genomregionen/Gene identifiziert und Wechselwirkungen mit Umwelt und Anbausystem erfasst werden. Ferner sollen die Faktoren züchterischer Innovationen auf der Ebene der Forschungseinrichtungen, Züchter und staatl. Stellen des Sorten- und Saatgutwesens, sowie deren Integration in das deutsche Innovationssystem bestimmt werden. Darauf aufbauend sollen in den Jahren 4-5 züchterische und Anbauinnovationen in einem Simulationsmodell abgebildet werden, um zusammen mit Assoziationsstudien und soziökonomischen Analysen Prognosen aufzuzeigen. Ca. 200 Weizensorten werden in drei Anbausystemen mehrjährig unter Feldbedingungen getestet. Es werden Genotypisierungen mit SNP Markern durchgeführt. so dass eine Genom-weite Assoziations-Studie (GWAS) durchgeführt werden kann, die auch eine Schätzung der Interaktionen (Marker x Anbausystem) und der Epistasie erlaubt. Öffentlich zugänglichen Daten aus Landessortenversuchen werden gesammelt, aufbereitet und ebenfalls einer GWAS unterzogen. Hybriden (und einige Sorten als Kontrolle) werden auf Wurzelmerkmale hin untersucht.
Das Projekt "KLAR: Kleistogamer Hafer zur nachhaltigen Vermeidung von Flugbrand" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen durchgeführt. Hafer (Avena sativa L.) wurde im Jahr 2016 in Deutschland auf einer Fläche von 28.000 Hektar ökologisch angebaut. Unter den Haferkrankheiten besitzt im Ökolandbau der Flugbrand, verursacht durch den Pilz Ustilago avenae (Pers.) Jens., das größte Schadenspotenzial. Das Verbundprojekt hat zum Ziel, neue Wege zur Reduktion von Flugbrandinfektionen im ökologischen Pflanzenbau und in der Saatgutproduktion aufzuzeigen. Hierzu soll untersucht werden, inwieweit ein geschlossenes Blühen (Kleistogamie) beim Hafer eine Infektion der Samenanlage mit dem Flugbranderreger reduziert. Die Vorteile dieses Ansatzes liegen in der Rassenunabhängigkeit der Befallsminderung und im geringeren Prüfaufwand, was ein sehr nachhaltiger Weg wäre. Ob dieser Weg beim Hafer züchterisch beschritten werden kann, soll mit einer genomweiten Assoziationsanalyse untersucht werden.
Im ersten Arbeitspaket wird ein Hafersortiment, bestehend aus 540 Haferlinien, hinsichtlich der Merkmale Flugbrandanfälligkeit, Offenblütigkeit, Antherenextrusion, Rispenschieben und Wuchshöhe in einem mehrortigen und mehrjährigen Feldversuch phänotypisiert.
In einem zweiten Arbeitspaket soll eine genomweite Assoziationskartierung durchgeführt werden, um Chromosomenbereiche zu identifizieren, die an der unterschiedlichen phänotypischen Ausprägung der untersuchten Merkmale beteiligt sind. Die Genotypisierungsdaten werden zudem genutzt, um die genetischen Verwandtschaftsverhältnisse im Prüfsortiment zu beschreiben.
Im dritten Arbeitspaket wird bei mindestens 25 Haferlinien des Sortiments das Ausmaß der Flugbrandinfektion bei der Nachkommenschaft überprüft. Diese Linien werden so ausgewählt, dass sie die in dem Sortiment vorhandene Variation in der Blütenöffnung widerspiegeln. Aus der statistischen Analyse des Zusammenhangs zwischen dem Grad der Kleistogamie und dem Infektionsniveau der untersuchten Nachkommenschaft wird sich klären lassen, in welchem Maße die Kleistogamie eine Reduktion der Infektion bewirken kann und inwieweit sie als Alternative zum klassischen Resistenz-Ansatz genutzt werden kann.
Das Projekt "KLAR: Kleistogamer Hafer zur nachhaltigen Vermeidung von Flugbrand" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landbauschule Dottenfelderhof e.V. durchgeführt. Das Vorhaben hat zum Ziel, das Risiko von Flugbrandinfektionen im ökologischen Pflanzenbau und in der Saatgutproduktion zu reduzieren. Hierzu soll untersucht werden, inwieweit ein geschlossenes Blühen (Kleistogamie) beim Hafer eine Infektion der Samenanlage mit Flugbrand reduziert. Die Vorteile dieses Ansatzes lägen im geringeren Prüfaufwand und in der Rassenunabhängigkeit der Befallsminderung, was somit ein sehr nachhaltiger Weg wäre. Im Projekt werden im ersten Arbeitspaket an einem Sortiment von 260 Haferlinien die Blühmerkmale und die Flugbrandanfälligkeit phänotypisiert, wobei inokuliertes und nicht inokuliertes Saatgut jeder Sorte in benachbarten Reihen ausgedrillt wird. Die nicht inokulierte Variante wird zur Erfassung der Offenblütigkeit, Antherenextrusion als indirektes Merkmal für Offenblütigkeit, sowie der Merkmale Rispenschieben und Wuchshöhe genutzt. Als zweites Arbeitspaket werden Assoziationen molekularer Marker mit Blühmerkmalen und Flugbrandresistenz analysiert. Die Haferlinien werden mittels DArT-Seq-Marker genotypisiert, um zudem die genetische Ähnlichkeit der involvierten Sorten und Zuchtstämme zu beschreiben und Informationen zur Diversität im Prüfsortiment sowie zur Genetik der Merkmale zu generieren. Im dritten Arbeitspaket werden von zwanzig Prüfgliedern mit der gesamten Spannweite in der Kleistogamie Rispen geerntet, um die Flugbrandinfektion des Saatgutes zu prüfen. Aus der statistischen Analyse des Zusammenhangs zwischen Infektionsniveau und Kleistogamie wird sich ergeben, in welchem Maße die Kleistogamie eine Reduktion der Infektion bewirken und inwieweit sie als Alternative zum klassischen Resistenz-Ansatz genutzt werden kann.