Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KWS LOCHOW GMBH durchgeführt. Das Ziel des GeneBank2.0-Projekts ist es, die Weizensammlung in der Genbank des IPK Gatersleben für die Züchtung über einen Ansatz der Genomik, Phenomik, Biodiversitätsinformatik und Präzisions-PreBreeding integriert zu erschließen. Die Strategien zur Nutzung genetischer Ressourcen reichen von der Identifikation von Punktmutationen bis hin zu Gameten mit hohem Zuchtwert. Wir werden genetische Fingerprints von ca. 22.000 Akzessionen des IPK Gatersleben erstellen. Diese bilden die Basis für die Entwicklung von vier innovativen und komplementären Strategien zur Identifizierung neuer nützlicher Allele oder Gameten: (1) Die 22.000 Akzessionen werden auf Resistenzen gegen die Krankheiten Gelbrost, Braunrost und Ährenfusariose untersucht. Phänotypische sowie Sequenzdaten werden mithilfe eines neuen Algorithmus analysiert, der es ermöglicht, eine nicht stratifizierte Population für Assoziationskartierung (GWAS) zusammenzustellen. Diese Population wird mittels der RenSeq-Technologie sequenziert, um resistenzassoziierte Gene und Allele durch haplotyp-basierte GWAS ausfindig zu machen. (2) Bei der Suche nach neuen Merkmalen liegt der Schwerpunkt auf der genetischen Variation für eine offene Weizenblüte, da dies für die Hybridweizenzüchtung wichtig ist. Unter Anwendung der 'Genomics-based Select-and-Backcross'-Methode werden Hauptgene identifiziert, die für offene Bestäubung verantwortlich sind. (3) Durch die Kombination von molekularer Physiologie und Populationsgenomik wird ein gezieltes Allele-Mining nach Kandidatengenen die an der Stickstoffnutzungs-Effizienz beteiligt sind durchgeführt. (4) Werkzeuge der genomischen Selektion werden beim Pre-Breeding benutzt, um genetische Variation für den Kornertrag aufzuschließen. Die vier Strategien sind in Aktivitäten der Biodiversitätsinformatik eingebettet, um die umfangreichen Daten mit neuen Werkzeugen der Populationsgenomik und der Quantitativen Genetik zu analysieren.
Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Limagrain GmbH durchgeführt. Das Ziel des GeneBank2.0-Projekts ist es, die Weizensammlung in der Genbank des IPK Gatersleben für die Züchtung über einen Ansatz der Genomik, Phenomik, Biodiversitätsinformatik und Präzisions-PreBreeding integriert zu erschließen. Die Strategien zur Nutzung genetischer Ressourcen reichen von der Identifikation von Punktmutationen bis hin zu Gameten mit hohem Zuchtwert. Wir werden genetische Fingerprints von ca. 22.000 Akzessionen des IPK Gatersleben erstellen. Diese bilden die Basis für die Entwicklung von vier innovativen und komplementären Strategien zur Identifizierung neuer nützlicher Allele oder Gameten: (1) Die 22.000 Akzessionen werden auf Resistenzen gegen die Krankheiten Gelbrost, Braunrost und Ährenfusariose untersucht. Phänotypische sowie Sequenzdaten werden mithilfe eines neuen Algorithmus analysiert, der es ermöglicht, eine nicht stratifizierte Population für Assoziationskartierung (GWAS) zusammenzustellen. Diese Population wird mittels der RenSeq-Technologie sequenziert, um resistenzassoziierte Gene und Allele durch haplotyp-basierte GWAS ausfindig zu machen. (2) Bei der Suche nach neuen Merkmalen liegt der Schwerpunkt auf der genetischen Variation für eine offene Weizenblüte, da dies für die Hybridweizenzüchtung wichtig ist. Unter Anwendung der 'Genomics-based Select-and-Backcross'-Methode werden Hauptgene identifiziert, die für offene Bestäubung verantwortlich sind. (3) Durch die Kombination von molekularer Physiologie und Populationsgenomik wird ein gezieltes Allele-Mining nach Kandidatengenen die an der Stickstoffnutzungs-Effizienz beteiligt sind durchgeführt. (4) Werkzeuge der genomischen Selektion werden beim Pre-Breeding benutzt, um genetische Variation für den Kornertrag aufzuschließen. Die vier Strategien sind in Aktivitäten der Biodiversitätsinformatik eingebettet, um die umfangreichen Daten mit neuen Werkzeugen der Populationsgenomik und der Quantitativen Genetik zu analysieren.
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung durchgeführt. Das Ziel des GeneBank2.0-Projekts ist es, die Weizensammlung in der Genbank des IPK Gatersleben für die Züchtung über einen Ansatz der Genomik, Phenomik, Biodiversitätsinformatik und Präzisions-PreBreeding integriert zu erschließen. Die Strategien zur Nutzung genetischer Ressourcen reichen von der Identifikation von Punktmutationen bis hin zu Gameten mit hohem Zuchtwert. Wir werden genetische Fingerprints von ca. 22.000 Akzessionen des IPK Gatersleben erstellen. Diese bilden die Basis für die Entwicklung von vier innovativen und komplementären Strategien zur Identifizierung neuer nützlicher Allele oder Gameten: (1) Die 22.000 Akzessionen werden auf Resistenzen gegen die Krankheiten Gelbrost, Braunrost und Ährenfusariose untersucht. Phänotypische sowie Sequenzdaten werden mithilfe eines neuen Algorithmus analysiert, der es ermöglicht, eine nicht stratifizierte Population für Assoziationskartierung (GWAS) zusammenzustellen. Diese Population wird mittels der RenSeq-Technologie sequenziert, um resistenzassoziierte Gene und Allele durch haplotyp-basierte GWAS ausfindig zu machen. (2) Bei der Suche nach neuen Merkmalen liegt der Schwerpunkt auf der genetischen Variation für eine offene Weizenblüte, da dies für die Hybridweizenzüchtung wichtig ist. Unter Anwendung der 'Genomics-based Select-and-Backcross'-Methode werden Hauptgene identifiziert, die für offene Bestäubung verantwortlich sind. (3) Durch die Kombination von molekularer Physiologie und Populationsgenomik wird ein gezieltes Allele-Mining nach Kandidatengenen die an der Stickstoffnutzungs-Effizienz beteiligt sind durchgeführt. (4) Werkzeuge der genomischen Selektion werden beim Pre-Breeding benutzt, um genetische Variation für den Kornertrag aufzuschließen. Die vier Strategien sind in Aktivitäten der Biodiversitätsinformatik eingebettet, um die umfangreichen Daten mit neuen Werkzeugen der Populationsgenomik und der Quantitativen Genetik zu analysieren.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Das Ziel des GeneBank2.0-Projekts ist es, die Weizensammlung in der Genbank des IPK Gatersleben für die Züchtung über einen Ansatz der Genomik, Phenomik, Biodiversitätsinformatik und Präzisions-PreBreeding integriert zu erschließen. Die Strategien zur Nutzung genetischer Ressourcen reichen von der Identifikation von Punktmutationen bis hin zu Gameten mit hohem Zuchtwert. Wir werden genetische Fingerprints von ca. 22.000 Akzessionen des IPK Gatersleben erstellen. Diese bilden die Basis für die Entwicklung von vier innovativen und komplementären Strategien zur Identifizierung neuer nützlicher Allele oder Gameten: (1) Die 22.000 Akzessionen werden auf Resistenzen gegen die Krankheiten Gelbrost, Braunrost und Ährenfusariose untersucht. Phänotypische sowie Sequenzdaten werden mithilfe eines neuen Algorithmus analysiert, der es ermöglicht, eine nicht stratifizierte Population für Assoziationskartierung (GWAS) zusammenzustellen. Diese Population wird mittels der RenSeq-Technologie sequenziert, um resistenzassoziierte Gene und Allele durch haplotyp-basierte GWAS ausfindig zu machen. (2) Bei der Suche nach neuen Merkmalen liegt der Schwerpunkt auf der genetischen Variation für eine offene Weizenblüte, da dies für die Hybridweizenzüchtung wichtig ist. Unter Anwendung der 'Genomics-based Select-and-Backcross'-Methode werden Hauptgene identifiziert, die für offene Bestäubung verantwortlich sind. (3) Durch die Kombination von molekularer Physiologie und Populationsgenomik wird ein gezieltes Allele-Mining nach Kandidatengenen die an der Stickstoffnutzungs-Effizienz beteiligt sind durchgeführt. (4) Werkzeuge der genomischen Selektion werden beim Pre-Breeding benutzt, um genetische Variation für den Kornertrag aufzuschließen. Die vier Strategien sind in Aktivitäten der Biodiversitätsinformatik eingebettet, um die umfangreichen Daten mit neuen Werkzeugen der Populationsgenomik und der Quantitativen Genetik zu analysieren.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz durchgeführt. Das Ziel des GeneBank2.0-Projekts ist es, die Weizensammlung in der Genbank des IPK Gatersleben für die Züchtung über einen Ansatz der Genomik, Phenomik, Biodiversitätsinformatik und Präzisions-PreBreeding integriert zu erschließen. Die Strategien zur Nutzung genetischer Ressourcen reichen von der Identifikation von Punktmutationen bis hin zu Gameten mit hohem Zuchtwert. Wir werden genetische Fingerprints von ca. 22.000 Akzessionen des IPK Gatersleben erstellen. Diese bilden die Basis für die Entwicklung von vier innovativen und komplementären Strategien zur Identifizierung neuer nützlicher Allele oder Gameten: (1) Die 22.000 Akzessionen werden auf Resistenzen gegen die Krankheiten Gelbrost, Braunrost und Ährenfusariose untersucht. Phänotypische sowie Sequenzdaten werden mithilfe eines neuen Algorithmus analysiert, der es ermöglicht, eine nicht stratifizierte Population für Assoziationskartierung (GWAS) zusammenzustellen. Diese Population wird mittels der RenSeq-Technologie sequenziert, um resistenzassoziierte Gene und Allele durch haplotyp-basierte GWAS ausfindig zu machen. (2) Bei der Suche nach neuen Merkmalen liegt der Schwerpunkt auf der genetischen Variation für eine offene Weizenblüte, da dies für die Hybridweizenzüchtung wichtig ist. Unter Anwendung der 'Genomics-based Select-and-Backcross'-Methode werden Hauptgene identifiziert, die für offene Bestäubung verantwortlich sind. (3) Durch die Kombination von molekularer Physiologie und Populationsgenomik wird ein gezieltes Allele-Mining nach Kandidatengenen die an der Stickstoffnutzungs-Effizienz beteiligt sind durchgeführt. (4) Werkzeuge der genomischen Selektion werden beim Pre-Breeding benutzt, um genetische Variation für den Kornertrag aufzuschließen. Die vier Strategien sind in Aktivitäten der Biodiversitätsinformatik eingebettet, um die umfangreichen Daten mit neuen Werkzeugen der Populationsgenomik und der Quantitativen Genetik zu analysieren.
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 B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Roggen ist als Rohstoffquelle für die energetische Verwertung etabliert. Verglichen mit anderen Energiepflanzen liegen für den Roggen bislang keine ausreichenden Erkenntnisse über Genombereiche vor, auf denen Gene mit einem Einfluss auf die Ausprägung komplex vererbter quantitativer Merkmale, wie z.B. Korn- und Strohertrag bzw. deren Ertragskomponenten, lokalisiert sind. Im skizzierten Projekt sollen mittels QTL-Analyse ertragsrelevante Bereiche des Roggengenoms identifiziert und für die praktische Hybridroggenzüchtung durch praxisfähige, molekulare Marker erschlossen werden. Ergänzend zu vorhandenen genomischen Ressourcen des Roggens soll der Erkenntnisgewinn aus der grundlagenorientierten Forschung an Modellgenomen über Kornentwicklung und N-Stoffwechsel gezielt für die molekulare Charakterisierung des Roggengenoms genutzt werden. Insbesondere im Hinblick auf komplex vererbte Merkmale erlauben molekulare Marker eine schnellere und effizientere Entwicklung von Sorten, als dies durch reine phänotypische Selektion möglich ist. Für die praktische Hybridroggenzüchtung erhöht der Technologie- und Wissenstransfer die Wettbewerbsfähigkeit, die ohne intensive Zusammenarbeit mit wissenschaftlichen Instituten nicht zu erreichen wäre.
Das Projekt "Teilprojekt 12: Design und Implementierung von pilzspezifischen Microarrays ('EcoChips') für die Diagnostik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Biologie, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Abteilung Mykologie durchgeführt. Der Verbund GBOL II wird weiter am Ausbau der ersten umfassenden 'DNA-Barcoding' - Gendatenbank der deutschen Flora und Fauna arbeiten. Die Universität Bayreuth übernimmt dabei insbesondere die Entwicklung von EcoChips für das Monitoring von Holz- und Pflanzengewebe-besiedelnden Pilzen ökonomisch relevanter Pflanzen- bzw. Baumarten. Das Konzept des EcoChip basiert auf der unabhängigen Analyse von Hybridisierungssignalen funktioneller und phylogenetischer Gene aus dem Metatranskriptom während eines einzigen Microarray-Experiments. Die verwendeten Microarraysonden beziehen sich zum einem auf verschiedene Domänen von Enzymen (Peroxidasen, Cellulasen usw.), welche im pilzlichen Metabolismus involviert sind, zum anderen auf Barcoding-Gene, die und a. im Rahmen von GBOL erhoben werden. Chip-Sonden werden v.a. abgeleitet von DNA-Barcoding-Sequenzen, welche im Rahmen der Teilprojekte SUB-WP2 und SUB-WP4 gewonnen werden. Das Design erfolgt nach Peršoh et al. (2012) und Weig et al. (2013). Insgesamt sind drei Entwicklungszyklen bzw. Chipgenerationen vorgesehen. Um deren Funktionsfähigkeit zu testen, werden von verschiedenen Standorten und Nutzpflanzenarten Gewebeproben genommen. Das isolierte Material mit den Mikroorganismen wird der direkten RNA-Isolation zugeführt. Gewonnene Gesamt-RNA wird entsprechend der Herkunft fluoreszenzmarkiert und der Hybridisierungsanalyse unterzogen. Nach einem Jahr wird eine erste Generation des EcoChip fertig gestellt sein, die anhand ausgewählter Substrate getestet wird. Nach dem zweiten Jahr wird eine zweite Generation fertiggestellt und anhand von Umweltproben getestet werden. Eine dritte Chip-Generation wird im letzten Jahr mit weiteren Proben getestet und feingetuned. Microarray Daten werden bei ArrayExpress (www.ebi.ac.uk) zusammen mit MIAME-Env (www.mged.org)-konformen Beschreibungen der Experimente hochgeladen. Nucleinsäure- Sequenzdaten werden bei GenBank (www.ncbi.nlm.nih.gov/) via GBOL und BOLD hinterlegt.
Das Projekt "Complex study and physical mapping of genes in hexaploid wheat, responsible for embryo development of wheat-rye hybrids via interaction with rye genome" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung durchgeführt. 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.
Das Projekt "Analyse des in-situ Verhaltens von gentechnisch behandelten Bakterien in einem standardisierten Mikrokosmos" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft für Biotechnologische Forschung mbH durchgeführt. Achievements: Activated sludge microcosms simulated the level of aeration. Nutrient makeup and microbial community structure associated with activated sludge reactors. Soil microcosms were initially sterilised, but maintained many of the physicochemical characteristics of soil. The fate and behaviour of the genetically engineered microorganisms (GEMs) were consistent within microcosms and allowed for comparisons to be made between microcosm types. Polyclonal and monoclonal antibodies were specific for the GEMs when tested against closely related Pseudomonads and bacteria isolated from the microcosms. Nucleic acid probes were specific for recombinant deoxyribonucleic acid (DNA), did not hybridise to closely related microorganisms and isolated bacteria and were used in colony hybridisation procedures to detect plasmid DNA in putative transconjugant bacteria. GEMs maintained population levels of 10(4) bacteria/ml sludge. In soil microcosms, the density of GEMs varied depending on physicochemical properties. The GEMs degraded substituted aromatic compounds present in both microcosms. Recombinant DNA was stable in GEMs added to the microcosms both in the absence and presence of the aromatic compounds which they specifically degrade P. sp. strain FR1(pFRC20P) contains recombinant DNA necessary for the degradation of alkylbenzoates on both the chromosome and plasmid, pFRC20P. Transfer of this DNA was not detected in any microcosm. The plasmid was mobilised in vitro by helper plasmids at frequencies of 10(-5) transconjugants/recipient. P. putida (pWWO-EB62) has the modified catabolic pathway for ethylbenzoate present on the plasmid. Transconjugants arising by transfer of plasmid, pWWO-EB62, to recipient bacteria were observed in activated sludge microcosms at densities of 1000 bacteria/ml and in soil microcosms. The frequency of in vitro conjugative transfer of pWW0-EB62 to recipient bacteria was 1 to 0.1 transconjugants per donor cell. Conjugative transfer of pWWO-EB62 was analysed on solid medium and continuous culture. On agar, the plasmid transfers to and is expressed in Pseudomonads group I and Escherichia coli. Other bacteria including Pseudomonads belonging to group II, III and IV did not act as recipients, either because the plasmid was not transferred or stably maintained. In continuous culture, the transfer rate of pWWO-EB62 from P. putida KT2440 (pWWO-EB62) to P. putida UWC1, was dependent on cell doubling time, the temperature, and degree of agitation.
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