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 "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NORDSAAT Saatzuchtgesellschaft mbH, Zuchtstation Gudow durchgeführt. Hybridsorten gewinnen verstärkt an Bedeutung und leisten einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung und Sicherung von Erträgen und Qualitäten, zur Steigerung der Nährstoff- und Wassernutzungseffizienz und damit der Schonung natürlicher Ressourcen im globalen Wintergerstenanbau. In SpeedBarley wird die genetische Breite der zukünftigen Wintergerste - Sortenentwicklung durch Kreuzungen mit Sommergerste erweitert werden und damit ein signifikanter Fortschritt hinsichtlich der Poolbildung in der Gerstenhybridzüchtung erwirkt. Kartierungspopulationen für die Charakterisierung blühbiologischer Eigenschaften werden erstellt und unter definierten klimatischen Bedingungen getestet, um nachhaltige Erkenntnisse für eine zuverlässige Linien- und Hybridsaatgutproduktion gewinnen zu können. Des Weiteren wird eine innovative Strategie zur beschleunigten Erstellung einer Saateltern-Population entwickelt, die trotz der langjährigen Anwendung der Doppelhaploiden-Produktion (DH) diese Schlüsseltechnologie maßgeblich optimieren wird. Mit Fokus auf die Hybridzüchtung ist die Strategie gekennzeichnet durch den Einsatz der asymmetrischen Protoplastenfusion zwischen H. vulgare und H. bulbosum, anschließend gezielter Kreuzung mit aktuellem Zuchtmaterial und integrierter markergestützter Selektion gleich zu Beginn einer Linienentwicklung im Züchtungsprozess. Aufgrund des zu erwartenden Erkenntnisgewinns auf der genetischen und pflanzenphysiologischen Seite und bei der zukünftigen Anwendung der neuen Strategie wird die wirtschaftliche nationale und internationale Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit aller beteiligten Wirtschaftspartner nachhaltig gestärkt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Nährwert von Sorghumpollen für Honigbienen und Effekte von Bienenbeflug auf die Ertragsbildung von Sorghum bicolor" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen, Bieneninstitut Kirchhain durchgeführt. SoNaBi zielt auf die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit von Sorghum im Energiepflanzenanbau mit Hilfe und zum Nutzen der Biene. Für eine effiziente Biogaserzeugung aus Sorghum erscheinen frühreife, rispenbetonte Sorten-Ideotypen, die dank verbesserter stofflicher Zusammensetzung das Potenzial für gesteigerte Methanerträge pro Flächeneinheit zeigen, am besten geeignet. Für die Konkurrenzfähigkeit hinsichtlich des Gesamtbiomasseertrags ist bei solchen Sorten jedoch die Kornausbildung als Resultat einer ausreichenden Pollenschüttung, Pollenvitalität und folgenden Embryoentwicklung entscheidend, und kühle Nächte können bei Sorghum zu einer Störung dieser Prozesse und reduziertem Kornansatz führen. In diesem Vorhaben soll daher einerseits die genetische Variation und Determination des Merkmals Kühletoleranz zur Blüte bzw. Pollenfertilität erforscht werden, um die Entwicklung stresstoleranter Sorten zu ermöglichen. Andererseits soll die Eignung von Sorghumpollen als Proteinquelle für Bienen während des defizitären Spätsommers untersucht werden. Das übergeordnete Ziel ist die Nutzung von Synergie-Effekten, in dem Sorghum durch eine verbesserte Pollenschüttung auch unter Stressbedingungen eine sichere Nahrungsquelle für Bienen bietet und andererseits die Befruchtung durch Bienen zu einer Stabilisierung der Erträge beiträgt Ein Sortiment genotypisierter Inzuchtlinien (n=350) soll in mehrjährigen und mehrortigen Feldversuchen auf Kornansatz und Pollenmerkmale phänotypisiert werden, um die darin gewonnen Ergebnisse für genomweite Assoziationsstudien und die Entwicklung diagnostischer Marker zu nutzen. Die Eignung von Sorghum als Nahrungsquelle für Bienen soll durch Pollenanalysen sowie Fütterungsversuche an Einzelbienen und an Bienenvölkchen in Flugzelten untersucht werden. Letztlich sollen stresstolerante und für Bienen als Proteinquelle geeignete Sorghumsorten entwickelt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Entwicklung neuer Sorghum bicolor Zuchtlinien und Hybriden mit stressfesterem Kornansatz und verbesserter Methanausbeute (NPZ)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NPZ Innovation GmbH durchgeführt. SoNaBi zielt auf die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit von Sorghum im Energiepflanzenanbau mit Hilfe und zum Nutzen der Biene. Für eine effiziente Biogaserzeugung aus Sorghum erscheinen frühreife, rispenbetonte Sorten-Ideotypen, die dank verbesserter stofflicher Zusammensetzung das Potenzial für gesteigerte Methanerträge pro Flächeneinheit zeigen, am besten geeignet. Für die Konkurrenzfähigkeit hinsichtlich des Gesamtbiomasseertrags ist bei solchen Sorten jedoch die Kornausbildung als Resultat einer ausreichenden Pollenschüttung, Pollenvitalität und folgenden Embryoentwicklung entscheidend, und kühle Nächte können bei Sorghum zu einer Störung dieser Prozesse und reduziertem Kornansatz führen. In diesem Vorhaben soll daher einerseits die genetische Variation und Determination des Merkmals Kühletoleranz zur Blüte bzw. Pollenfertilität erforscht werden, um die Entwicklung stresstoleranter Sorten zu ermöglichen. Andererseits soll die Eignung von Sorghumpollen als Proteinquelle für Bienen während des defizitären Spätsommers untersucht werden. Das übergeordnete Ziel ist die Nutzung von Synergie-Effekten, in dem Sorghum durch eine verbesserte Pollenschüttung auch unter Stressbedingungen eine sichere Nahrungsquelle für Bienen bietet und andererseits die Befruchtung durch Bienen zu einer Stabilisierung der Erträge beiträgt. Ein Sortiment genotypisierter Inzuchtlinien (n=350) soll in mehrjährigen und mehrortigen Feldversuchen auf Kornansatz und Pollenmerkmale phänotypisiert werden, um die darin gewonnen Ergebnisse für genomweite Assoziationsstudien und die Entwicklung diagnostischer Marker zu nutzen. Die Eignung von Sorghum als Nahrungsquelle für Bienen soll durch Pollenanalysen sowie Fütterungsversuche an Einzelbienen und an Bienenvölkchen in Flugzelten untersucht werden. Letztlich sollen stresstolerante und für Bienen als Proteinquelle geeignete Sorghumsorten entwickelt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Entwicklung neuer Sorghum bicolor Zuchtlinien und Hybriden mit stressfesterem Kornansatz und verbesserter Methanausbeute (DSV)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Saatveredelung AG durchgeführt. SoNaBi zielt auf die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit von Sorghum im Energiepflanzenanbau mit Hilfe und zum Nutzen der Biene. Für eine effiziente Biogaserzeugung aus Sorghum erscheinen frühreife, rispenbetonte Sorten-Ideotypen, die dank verbesserter stofflicher Zusammensetzung das Potenzial für gesteigerte Methanerträge pro Flächeneinheit zeigen, am besten geeignet. Für die Konkurrenzfähigkeit hinsichtlich des Gesamtbiomasseertrags ist bei solchen Sorten jedoch die Kornausbildung als Resultat einer ausreichenden Pollenschüttung, Pollenvitalität und folgenden Embryoentwicklung entscheidend, und kühle Nächte können bei Sorghum zu einer Störung dieser Prozesse und reduziertem Kornansatz führen. In diesem Vorhaben soll daher einerseits die genetische Variation und Determination des Merkmals Kühletoleranz zur Blüte bzw. Pollenfertilität erforscht werden, um die Entwicklung stresstoleranter Sorten zu ermöglichen. Andererseits soll die Eignung von Sorghumpollen als Proteinquelle für Bienen während des defizitären Spätsommers untersucht werden. Das übergeordnete Ziel ist die Nutzung von Synergie-Effekten, in dem Sorghum durch eine verbesserte Pollenschüttung auch unter Stressbedingungen eine sichere Nahrungsquelle für Bienen bietet und andererseits die Befruchtung durch Bienen zu einer Stabilisierung der Erträge beiträgt. Ein Sortiment genotypisierter Inzuchtlinien (n=350) soll in mehrjährigen und mehrortigen Feldversuchen auf Kornansatz und Pollenmerkmale phänotypisiert werden, um die darin gewonnen Ergebnisse für genomweite Assoziationsstudien und die Entwicklung diagnostischer Marker zu nutzen. Die Eignung von Sorghum als Nahrungsquelle für Bienen soll durch Pollenanalysen sowie Fütterungsversuche an Einzelbienen und an Bienenvölkchen in Flugzelten untersucht werden. Letztlich sollen stresstolerante und für Bienen als Proteinquelle geeignete Sorghumsorten entwickelt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Erfassung der genetischen Variation und Determination von Pollenfertilität und Kornansatz bei Sorghum bicolor unter Kühlestress" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Justus-Liebig-Universität Gießen, Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung I, Professur für Pflanzenzüchtung durchgeführt. SoNaBi zielt auf die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit von Sorghum im Energiepflanzenanbau mit Hilfe und zum Nutzen der Biene. Für eine effiziente Biogaserzeugung aus Sorghum erscheinen frühreife, rispenbetonte Sorten-Ideotypen, die dank verbesserter stofflicher Zusammensetzung das Potenzial für gesteigerte Methanerträge pro Flächeneinheit zeigen, am besten geeignet. Für die Konkurrenzfähigkeit hinsichtlich des Gesamtbiomasseertrags ist bei solchen Sorten jedoch die Kornausbildung als Resultat einer ausreichenden Pollenschüttung, Pollenvitalität und folgenden Embryoentwicklung entscheidend, und kühle Nächte können bei Sorghum zu einer Störung dieser Prozesse und reduziertem Kornansatz führen. In diesem Vorhaben soll daher einerseits die genetische Variation und Determination des Merkmals Kühletoleranz zur Blüte bzw. Pollenfertilität erforscht werden, um die Entwicklung stresstoleranter Sorten zu ermöglichen. Andererseits soll die Eignung von Sorghumpollen als Proteinquelle für Bienen während des defizitären Spätsommers untersucht werden. Das übergeordnete Ziel ist die Nutzung von Synergie-Effekten, in dem Sorghum durch eine verbesserte Pollenschüttung auch unter Stressbedingungen eine sichere Nahrungsquelle für Bienen bietet und andererseits die Befruchtung durch Bienen zu einer Stabilisierung der Erträge beiträgt. Ein Sortiment genotypisierter Inzuchtlinien (n=350) soll in mehrjährigen und mehrortigen Feldversuchen auf Kornansatz und Pollenmerkmale phänotypisiert werden, um die darin gewonnen Ergebnisse für genomweite Assoziationsstudien und die Entwicklung diagnostischer Marker zu nutzen. Die Eignung von Sorghum als Nahrungsquelle für Bienen soll durch Pollenanalysen sowie Fütterungsversuche an Einzelbienen und an Bienenvölkchen in Flugzelten untersucht werden. Letztlich sollen stresstolerante und für Bienen als Proteinquelle geeignete Sorghumsorten entwickelt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Genetische Charakterisierung von verschiedenen Selbstfertilitäts-Quellen in L. perenne zur gezielten Nutzung der Selbstfertilität" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsche Saatveredelung AG durchgeführt. In SelfieGras soll die Hybridzüchtung in Gräsern durch die systematische Nutzung der Selbstfertilität und deren Kombination mit CMS in züchtungsrelevantem Material etabliert werden. Dies soll erreicht werden durch die grundlegende Erforschung der SI- und SF-Mechanismen, und der Erarbeitung von molekularen Werkzeugen, um SF-Quellen in der Züchtung effizient nutzen zu können. SelfieGras beinhaltet die Etablierung von verfügbaren SF Quellen in L. perenne sowie deren genetische und funktionelle Beschreibung durch die Erzeugung spaltender Populationen. Des Weiteren die genetische Kartierung und Isolierung kausaler Gene ausgewählter SF Quellen durch Pool-Sequenzieren hochauflösender Kartierungspopulationen sowie die Entwicklung von DNA Markern in den identifizierten Genen/Genomregionen. Ebenso die Etablierung kurzfristiger Strategien, um die SF mittels Marker-gestützter Rückkreuzung in züchterisch relevantes CMS Material zu bringen. Was schließlich in der Erstellung von Experimentalhybriden, um diese unter Feldbedingungen zu prüfen, mündet. Detaillierte Kenntnisse darüber werden zur Züchtung von ertragreichen Futtergras-Hybridsorten beitragen, die zukünftig der Landwirtschaft als perennierende Alternativen zu existierenden Biogas-Arten für eine effiziente und umweltschonende Ressourcennutzung zur Verfügung stehen. Im ersten Schritt sollen verschiedene Selbst-Fertilitätsquellen in L.perenne etabliert und genetisch als auch funktionell charakterisiert werden. Es folgt die Kartierung und Identifizierung kausaler Gene von ausgewählten SF-Quellen sowie die Entwicklung von Markern. Schließlich werden die SF-Quellen mittels markergestützter Rückkreuzungen in züchterisch relevantes CMS- Material und in vitalen Inzuchtlinien etabliert. Im letzten Schritt erfolgt die Erstellung von Hybridsaatgut für die Prüfung von Experimentalhybriden unter Feldbedingungen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Gen-Lokalisierung durch Hochdurchsatz-Sequenzierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Centrum für Biotechnologie durchgeführt. Im Verbundprojekt SelfieGras soll die Hybridzüchtung bei Gräsern durch die systematische Nutzung der Selbstfertilität (SF) und deren Kombination mit Cytoplasmatisch-männliche Sterilität (CMS) in züchtungsrelevantem Material etabliert werden. Dies soll erreicht werden durch die grundlegende Erforschung von Selbst-Inkompatibilitäts (SI)- und SF-Mechanismen, und der Erarbeitung von molekularen Werkzeugen, um SF-Quellen in der Züchtung effizient nutzen zu können. SelfieGras beinhaltet die Etablierung von verfügbaren SF Quellen in Lolium perenne sowie deren genetische und funktionelle Beschreibung durch die Erzeugung spaltender Populationen. Des Weiteren die genetische Kartierung und Isolierung kausaler Gene ausgewählter SF Quellen durch Pool-Sequenzieren hochauflösender Kartierungspopulationen sowie die Entwicklung von DNA Markern in den identifizierten Genen/Genomregionen. Ebenso die Etablierung kurzfristiger Strategien, um die SF mittels markergestützter Rückkreuzung in züchterisch relevantes CMS Material zu bringen. Dies soll schließlich in der Erstellung von Experimentalhybriden münden, die unter Feldbedingungen geprüft werden können. Detaillierte Kenntnisse darüber werden zur Züchtung von ertragreichen Futtergras-Hybridsorten beitragen, die zukünftig der Landwirtschaft als perennierende Alternativen zu existierenden Biogas-Arten für eine effiziente und umweltschonende Ressourcennutzung zur Verfügung stehen. Zunächst sollen verschiedene Selbst-Fertilitätsquellen in L. perenne etabliert und sowohl genetisch als auch funktionell charakterisiert werden. Fokus des Projekt-Teils der an der Universität Bielefeld durchgeführt wird ist die Identifizierung kausaler Genomregionen bzw. Gene ausgewählter SF-Quellen durch Pool-Sequenzieren hochauflösender Kartierungspopulationen durch MBS ('mapping by sequening'), sowie die Entwicklung von molekularen Markern.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Universität Hohenheim" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720) durchgeführt. Voraussetzung für die Erzielung von Zuchtfortschritt für komplexe Merkmale, wie etwa Biomasse- und Kornleistung, ist eine ausreichend hohe genetische Diversität im Zuchtmaterial sowie Methoden zur effizienten Erschließung und Nutzung dieser Diversität. Allele, die bisher nicht in den selbstfertilen 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, sind folgende Schritte nötig: (A) Durchführung von mehrortigen und mehrjährigen Feldprüfungen von 1.040 Nachkommen vorgeprüfter Elite-Elternlinien: (B) Assoziationskartierung von Biomasse- und Kornertragsleistung, 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 "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.
