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Found 608 results.

Untersuchungen zur züchterischen Verbesserung der Standfestigkeit bei Dinkel

Dinkel zeichnet sich ursprünglich durch einen langen Halm aus, was häufig zu hoher Lageranfälligkeit führte. Der Dinkelanbau wird im Wesentlichen im ökologischen Landbau betrieben, wo der Einsatz von Wachstumsreglern untersagt ist. So ist in der Dinkelzüchtung die Verbesserung der Standfestigkeit das vorrangige Zuchtziel. Die Standfestigkeit lässt sich einerseits durch Einlagerung von rht-(Zwerg-)Genen aus dem Weichweizenbereich verbessern. Die entstehenden kurzstrohigen und stabilen Linien sind jedoch durch höhere Krankheitsanfälligkeit sowie unerwünschte morphologische und qualitative Weizencharakteristica gekennzeichnet. Bei der Evaluierung umfangreicher Genbanksortimente andrerseits wurden standfeste dinkeltypische Genotypen mit längerem Stroh gefunden diese entsprachen jedoch nicht den Ertragserwartungen. Die bisher in umfangreichen Rückkreuzungsprogrammen entwickelten Zuchtstämme kommen dem Zuchtziel eines längeren und standfesten Halms mit typischem Dinkelcharakter näher, jedoch sind Krankheitsresistenz und Ertragspotential noch zu verbessern. Aus dem Programm wurden in Deutschland die Sorten CERALIO und SCHWABENSPELZ zugelassen.

Complex study and physical mapping of genes in hexaploid wheat, responsible for embryo development of wheat-rye hybrids via interaction with rye genome

One of the reproductive barriers that can isolate species is embryo lethality which is due to disfunctional interaction between parental genomes. Embryo lethality obtained in crosses of hexaploid wheat with diploid rye is the result of complement interaction between the two genes/alleles Eml-A1 and Eml-R1b from wheat and rye, respectively. In addition, the 1D wheat chromosome carries unknown genetic factor(s) which have strong effect on the viability of wheat-rye hybrid seeds. The goals of the project are: (I) physical mapping and studying dosage effect of Eml-A1 gene (II) development of a method for overcoming embryo lethality in wheat-rye hybrids and (III) physical mapping and cytological study of chromosome 1D wheat gene(s) essential for seed development in wheat rye hybrids. The development of a method of regeneration in callus culture from abnormal immature embryos with lethal genotype by indirect organogenesis will enable us to study the interaction and expression of incompatible wheat Eml-A1 and rye Eml-R1b alleles causing embryo lethality. New information about genes, involved in apical meristem development in early stages of embryogenesis of wheat-rye hybrids (and of other plants) will be gained.

The role of turgor in rain-cracking of sweet cherry fruit

Rain-cracking limits the production of many soft and fleshy fruit including sweet cherries world wide. Cracking is thought to result from increased water uptake through surface and pedicel. Water uptake increases fruit volume, and hence, turgor of cells (Pcell) and the pressure inside the fruit (Pfruit) and subjects the skin to tangential stress and hence, strain. When the strain exceeds the limits of extensibility the fruit cracks. This hypothesis is referred to as the Pfruit driven strain cracking. Based on this hypothesis cracking is related to two independent groups of factors: (1) water transport characteristics and (2) the intrinsic cracking susceptibility of the fruit defined as the amount of cracking per unit water uptake. The intrinsic cracking susceptibility thus reflects the mechanical constitution of the fruit. Most studies focussed on water transport through the fruit surface (factors 1), but only little information is available on the mechanical constitution (i.e., Pfruit and Pcell, tensile properties such as fracture strain, fracture pressure and modulus of elasticity of the exocarp; factors 2). The few published estimates of Pfruit in sweet cherry are all obtained indirectly (calculated from fruit water potential and osmotic potentials of juice extracts) and unrealistically high. They exceed those measured by pressure probe techniques in mature grape berry by several orders of magnitude. The objective of the proposed project is to test the hypothesis of the Pfruit driven strain cracking. Initially we will focus on establishing systems of widely differing intrinsic cracking susceptibility by varying species (sweet and sour cherry, Ribes and Vaccinium berries, plum, tomato), genotype (within sweet cherry), stage of development and temperature. These systems will then be used for testing the hypothesis of Pfruit driven strain cracking. We will quantify Pfruit und Pcell by pressure probe techniques and compression tests and the mechanical properties of the exocarp using biaxial tensile tests. When the presence of high Pfruit and Pcell is confirmed by direct measurements, subsequent studies will focus on the mode of failure of the exocarp (fracture along vs. across cell walls) and the relationship between failure thresholds and morphometric characteristics of the exocarp. However, when Pfruit und Pcell are low, the hypothesis of Pfruit driven strain cracking must be rejected and the mechanistic basis for low pressures (presence of apoplastic solutes) clarified on a temporal (in the course of development) and a spatial scale (exocarp vs. mesocarp). We focus on sweet cherry, because detailed information on this species and experience in extending the short harvest period is available. Where appropriate, other cracking susceptible species (sour cherry, plum, Vaccinium, Ribes, tomato) will be included to further extend the experimental period and to maximize the range in intrinsic cracking susceptibility.

Bereitstellung von Lärchen-Vermehrungsgut mit hoher Qualität und Diversität zur Erhöhung der waldbaulichen Flexibilität, Teilvorhaben 1: Herstellung und Analysen von somatischen Embryonen in vitro

Die Bewirtschaftung von Wäldern ist durch die mit dem Klimawandel eintretende Verschlechterung des Waldzustandes vor große Herausforderungen gestellt. Besonders die Wahl der Baumarten und die Verfügbarkeit von hochwertigem Forstvermehrungsgut stellt Waldeigentümer nach häufig auftretenden Schadereignissen vor Probleme. Ziel des Vorhabens ist eine Ergänzung waldbaulicher Handlungsspielräume durch Bereitstellung von vegetativ vermehrter Hybridlärche als Alternative für klimawandelbedingt ausfallende Bestände und als Ergänzung des Vermehrungsgutangebotes. Unser Vorhaben baut auf eine vorhandene umfangreiche Klonsammlung auf. Diese soll durch Genotypen mit hervorragenden Merkmalen, erhöhter Vitalität und Trockenheitstoleranz ergänzt werden. Zur vegetativen Vermehrung der Genotypen wird die somatische Embryogenese (SE) genutzt, welche für die Lärche bereits etabliert ist. Neben der hohen Vermehrungsrate ermöglicht die SE in Kombination mit Kryokonservierung eine Langzeitlagerung zur nachfrageangepassten Bereitstellung von Pflanzgut. Ziel ist ein hochproduktives und teilautomatisiertes Verfahren zur Anzucht von in vitro vermehrtem Pflanzenmaterial, welches als Routineverfahren in Baumschulbetriebe eingebunden werden kann. Die Markteinführung dieser Strategie soll durch Öffentlichkeitsarbeit begleitet werden. Ein wichtiges Teilziel des Vorhabens ist die Anlage von Klonprüfungen zur Zulassung des Ausgangsmaterials nach Forst-Vermehrungsgutgesetz (FoVG). Ebenso notwendig ist die eindeutige Identifizierbarkeit der Genotypen anhand molekularer Markerverfahren. Zu diesem Zweck sollen die Vorteile verschiedener Markersysteme verknüpft und klonspezifische Fingerprints auf einer Plattform hinterlegt werden. Diese Daten werden mit phänotypischen Charakteristika zu umfassenden Klonbeschreibungen kombiniert. Damit wird eine Identitätsprüfung sowie die Möglichkeit der kontinuierlichen Erweiterung der Datenbasis als Voraussetzung für die Nutzung in Forschung und Praxis ermöglicht.

Pflanzenzüchtungsforschung für die Bioökonomie 2022: Priming für eine verstärkte Abwehr als eine Strategie zur Optimierung der Resistenz und ein mögliches Zuchtziel (PrimedPlant-3), Teilprojekt B

Entwicklung eines Verfahrens zur nicht-invasiven repräsentativen Gewinnung von Gewebeproben zur Bestandesschätzung von Rothirschen und Wildschweinen

Viele Populationen großer Huftiere sind in Mitteleuropa managementrelevant. Im in Südwest-Deutschland gelegenen Pfälzerwald kommen sowohl Wildschweine (Sus scrofa) als auch Rothirsche (Cervus elaphus) in mutmaßlich großen, aber letztendlich unbekannten Dichten vor. Für ein nachhaltiges Management beider Arten sind verlässliche und akkurate Populationsschätzungen nötig. Nicht-invasive genetik-basierte Methoden repräsentieren in diesem Zusammenhang ein nützliches Instrument für das Wildtiermanagement, da sie es erlauben, Tiere zu erfassen, ohne sie zu fangen oder anderweitig zu beeinflussen. Nicht-invasive Methoden arbeiten meist mit Haar- oder Kotproben, die genotypisiert werden und so eine Unterscheidung zwischen Individuen ermöglichen. Eine der Anwendungen nicht-invasiver Methoden ist die Populationsschätzung. Im Rahmen eines Promotions-Projekts wurde ein nicht-invasiver genetik-basierter Ansatz für die Populationsschätzung bei Wildschweinen und Rothirschen entwickelt, im Freiland getestet und anschließend evaluiert. In ersten Versuchen am Wildschwein wurde die Haarbeprobung mittels beköderter 'Haarfänger' getestet. Dabei zeigte sich, dass die Methode für diese Tierart für den Zweck der Populationsschätzung nicht geeignet ist. Grund hierfür waren signifikante alters- und gruppenstatusabhängige Verhaltensunterschiede bei der Beprobung. Im Folgenden wurde sowohl für Wildschweine als auch für Rothirsche die Kotbeprobung entlang von Transektlinien getestet und angewandt; die so gewonnenen Proben wurden genotypisiert und zum Berechnen von Populationsschätzungen verwendet. Für beide Tierarten sind die geschätzten Populationszahlen erheblich höher als zuvor angenommen, da bislang lediglich die Jagdstreckenstatistik und - im Fall des Rothirsches - Scheinwerferzählungen als Anhaltspunkt genommen werden konnten. Die hier vorgestellte Methode stellt eine viel versprechende Alternative zu den traditionell angewandten Methoden wie z.B. Jagstreckenstatistiken oder Losungszählverfahren dar, da sie absolute Populationszahlen ergibt und damit eine quantitative Bewertung des Erfolgs von Managementmaßnahmen ermöglicht. Die Methode könnte auch auf andere Huftierarten übertragen angewandt werden. Mittlerweile ist eine nicht-invasive genetik-basierte Bestandesschätzung auch für Rehe (Capreolus capreolus) entwickelt und getestet worden.

Frühsaat von Sonnenblumen

Eine spätere Reife von Sonnenblumen nach Mitte September erhöht die Gefahr von Ernteverlusten durch Krankheitsbefall (vor allem Botrytis) und Vogelfraß. Da Sonnenblumen im Jugendstadium ausreichend frosthart sind, bietet eine frühere Aussaat die Möglichkeit, Sonnenblumen früher als bisher üblich zu ernten. Unter hiesigen Bedingungen ist allerdings die Jugendentwicklung von Sonnenblumen bei niedrigen Temperaturen nicht befriedigend. Ziel dieses Projektes ist deshalb, festzustellen, ob die genetische Basis vorhanden ist, um die Jugendentwicklung der Sonnenblume bei kühlen Temperaturen zu verbessern. Langfristig wird angestrebt, Sonnenblumen zu züchten, die zur selben Zeit wie Sommergetreide ausgesät werden können. Stand der Arbeiten: Erste Ergebnisse machen deutlich, dass ausreichend Variation in der Sonnenblume vorhanden ist, um eine Selektion auf eine schnellere Jugendentwicklung durchführen zu können. Die Selektion wird allerdings durch signifikante Genotyp-Umwelt-Interaktionen erschwert, die in derselben Größenordnung liegen wie die Varianz der Genotypen.

Beseitigung der Striga-Plage im Sorghumanbau in Afrika durch Kombination von markergestützter Rückkreuzung und Farmer-partizipatorischer Selektion

Übergeordnetes Ziel ist die Erhöhung der Nahrungssicherheit in den mit dem parasitischen Unkraut Striga (Striga hermonthica) infizierten Sorghum (Sorghum bicolor)-Anbaugebieten in Eritrea, Kenia, Mali und Sudan. Hierzu soll zusammen mit NARS dieser Länder die Strigaresistenz von lokal adaptierten, Farmer-bevorzugten Sorghumsorten durch Anwendung einer Kombination aus markergestützter Rückkreuzung und Farmer-partizipatorischer Selektion verbessert werden. Molekulare Marker für quantitative, im Feld erfasste Strigaresistenz wurden während eines BMZ-finanzierten gemeinschaftlichen Projektes des ICRISAT mit den Universitäten Hohenheim und Tübingen (1995-2000) und danach im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Habilitationsvorhabens (2000-2003) identifiziert und validiert. Die Effekte von fünf QTL ('quantitative trait loci') für Strigaresistenz der Elternlinie N13' erwiesen sich dabei als stabil über zehn Feldversuche in Mali und Kenia, zwei Jahre und zwei unabhängige Genotypstichproben der Kartierungspopulation. Die einzelnen QTL erklären zwischen 12 - 30 Prozent der phänotypischen Variation und tragen zu einer partiellen, quantitativen und somit stabilen Resistenz bei. Die entsprechenden flankierenden Marker sollen im Projekt genutzt werden. Darüber hinaus wird eine simultane sozio-ökonomische Studie der Sorghum-Saatgutverteilungssysteme in den vier Ländern durchgeführt. Die Schlagkraft der verbesserten Sorten soll des weiteren durch Integration in bestehende Methoden der integrierten Strigabekämpfung erhöht werden. Die Langzeitwirkung der im Projekt entwickelten Sorten könnte durch offene Bestäubung in den genetisch sehr vielfältigen Feldern der Landwirte beeinträchtigt werden. Daher sollen auch die aktuellen Auskreuzungsraten der Farmer-bevorzugten Sorghumsorten untersucht werden. Daraus sollen Schlüsse über die Stabilität der transferierten Strigaresistenz-QTL gezogen und Empfehlungen für die Sortenerhaltung abgegeben werden.

Identifizierung von genetischen und phänotypischen Merkmalen in dem Wurzelsystem trockentoleranter Sommergerste (Hordeum vulgare)

Ziel des Projektes ist es, die Gene für die Wurzelentwicklung von Gerste zu identifizieren und deren Effekte zu quantifizieren. Zusätzlich wird die genetische Reaktion der Wurzel auf ein reduziertes Wasserangebot im Substrat untersucht und für die Modelbildung parametrisiert. Es wird ein Assoziationsansatz zur QTL bzw. QTL x Behandlungsinteraktion Detektion verwendet. Hierzu steht eine Kartierungspopulation mit ca. 192 Linien zur Verfügung, die mit den genbasierten SNP - Markern (GKI Select Chip) genotypisiert werden. Darüber hinaus wurde die Population schon mit DArT und SSR-Marker genotypisiert. Für diese Population mit hoher Markerdichte (geschätzt 5000 kartierbare Marker) wird eine Assoziationskartierung von Wurzelmerkmalen zur Schätzung der Merkmals-Marker- Assoziation im Mixed-Model-Verfahren durchgeführt. Die QTL dienen als Parameter für die QTL basierte Modellierung. Die Wurzelentwicklung wird für die Population unter Kontrolle und Stressbedingungen an zahlreichen Terminen festgestellt. Hierbei werden Wurzelparameter wie Wurzellänge, Wurzellängenentwicklung, Wurzelverteilung und mit Abschluss der Test Wurzeltrockenmasse und Sprosstrockenmasse erhoben. Parallel zu den Untersuchungen werden an einem reduzierten Genotypenset (bestehend aus Klassen Trockenstressanfällige und -tolerante) die natürliche allelische Variabilität bei Kandidatengenen-Loci der Wurzelentstehung, -entwicklung und -differenzierung aus Arabidopsis bzw. Mais geprüft. Darüber hinaus wird mit einem Metabolomics Ansatz geprüft, ob diagnostische Signaturen für Trockenstress existieren. Hierzu werden vergleichende Analysen der Metaboliten zwischen den Mitgliedern des reduzieren Genotypensets durchgeführt, um spezifische Metaboliten für Trockenstress resistente Genotypen zu identifizieren

Multiskalige Charakterisierung der physiologischen Diversität von Trockenstressreaktionen in Sprossorganen mit physiologischen Modellen und QTLs

Ziel des Projekts ist die Erstellung und Analyse unterschiedlich detaillierter genetisch basierter Modellansätze zur Quantifizierung der Trockenstressreaktion von Sommergersten. Hierzu sollen zunächst die physiologischen und morphogenetischen Reaktionen von Sommergersten auf knappe Wasserversorgung quantifiziert, ihre genetischen Grundlagen charakterisiert und darauf aufbauend genetisch basierte physiologische Prozessgleichungen entwickelt werden. Für 192 diverse, aber an mitteleuropäische Anbaubedingungen angepasste Genotypen werden in Gefäßversuchen physiologische Beziehungen ihrer Ertragsbildung unter dem Einfluss von Trockenstress in der vegetativen und generativen Phase ermittelt. Dies erfolgt mit hierarchisch abgestuft detaillierter Betrachtung der ertragsphysiologischen Prozesse. Zusätzlich werden für 30 ausgewählte Genotypen in Kleinparzellenversuchen charakteristische Bestandesparameter erfasst. Für die Parameter der funktionalen Beziehungen aus beiden Versuchen werden Marker-Merkmalsassoziationen identifiziert und QTLs geschätzt. Mit den ermittelten physiologischen und genetischen Beziehungen werden physiologisch und genetisch basierte Modelle der Ertragsbildung unter Trockenstress mit unterschiedlichem Detaillierungsgrad erstellt und vergleichend evaluiert. Dabei wird durch das streng hierarchische Konzept die Konsistenz über die verschiedenen Systemebenen sichergestellt und damit die Voraussetzung für die Aufklärung der Beziehung zwischen Betrachtungstiefe und Prognosegüte geschaffen wird.

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