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 "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Göttingen, Department für Nutzpflanzenwissenschaften - Pflanzenzüchtung, Abteilung für Zuchtmethodik der Pflanze durchgeführt. Ziel ist die züchterische Entwicklung von Winter-Ackerbohnen mit deutlich verbesserter Trockenstress-Toleranz. Die angestrebten Ergebnisse lassen erstmals Tauglichkeit und Optimierungspotential der markergestützten Assoziationsanalyse bei Ackerbohnen erkennen. Für Trockenstress maximal divergente Linien werden identifiziert und weitere können aufgrund der Ergebnisse hergestellt werden. Es sollen Inzuchtlinien der Göttinger Winter-Ackerbohnen-Population phänotypisiert (Trockentoleranz im Feld & physiologische Merkmale) und via DNA-Marker genotypisiert werden. Ausmaß & Struktur des genetischen Kopplungsungleichgewichtes zwischen Markern sollen studiert und markierte Gene (QTL) für Trockenstress (Blühende bis Reife) ermittelt werden (Sommerbohnen als Kontrolle). Kooperation von Univ. Göttingen (WL), NPZ Lembke (OS) & JKI in Groß-Lüsewitz (CB). Material: 100 homozygote Linien (genetische Kopplungskarte); 200 homozygote Linien (Göttinger Winter-Ackerbohnen-Population) für die Assoziationsanalyse. Jahr 1 & 2: kontrollierte Erzeugung von Saatgut; DNA-Markerarbeiten; ,Rain-Out-Shelter'-Versuche im Feld (WL & CB) & sog. Sikkationsversuche (OS; Jahre 1-3) im Feld. Jahr 1-3: physiologische Untersuchungen (Membranstabilität, relative Wasserdefizit, Prolin - & Glycinbetaingehalt, lösliche Zucker, Chlorophyllgehalt, 13C-Diskriminierung; CB). Jahr 3: DNA-Markerarbeiten, Gesamt-Analyse, Publikation, Ergebnis-Transfer.