Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KWS SAAT AG, Institut für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Das tri-nationale Projekt CORNFED hat zum Ziel, gemeinsame europäische öffentlich verfügbare genetische und genomische Ressourcen zusammenzustellen, weiter zu entwickeln und zu erhalten. Geplant ist die partielle Re-Sequenzierung von Maisgenotypen (Founderlinien der Europäischen Züchtung), die gezielte Re-Sequenzierung von Genomregionen/Genen und Ermittlung deren allelischer Diversität und die Etablierung einer hochdichten, genomweiten SNP-Genotypisierungsressource. Die aufgebauten genetischen Ressourcen werden umfassend phänotypisiert und genotypisiert mit dem Ziel, positive Allele für Kühletoleranz, Pflanzenarchitektur und Qualität zu identifizieren und sie in die Züchtung von Silo- und Energiemais einzusetzen. KWS wird die Entwicklung und Vermehrung der DH Populationen für die europäische NAM Ressource und die Introgressionsbibliotheken übernehmen. Weiterhin wird sich KWS an der Phänotypisierung der frühreifen Genotypensätze mit Feldversuchen an einem kalten Standort in Norddeutschland beteiligen. Die aufgebauten genetischen und genomischen Ressourcen werden von KWS unmittelbar in den internen Molecular Breeding Konzepten integriert. Die in CORNFED entwickelte genomische Toolbox aus Kandidatengenen, molekular charakterisierten genomischen Regionen und entsprechenden allelischen Varianten wird in die Züchtung auf Silo- und Biomasseertrag eingesetzt. Positive Allele für Kühletoleranz, Pflanzenarchitektur und Qualität werden systematisch in Elite Maisgenotypen eingelagert. Der geplante unmittelbare und effiziente Transfer von Know-how und Ergebnissen von den akademischen Partnern in die praktische Maiszüchtung schafft ausgezeichnete Voraussetzungen für innovative Züchtungsansätze. Funktional gekoppelte Marker werden zur Steigerung der Zeit- und Kosteneffizienz der Züchtungsprozesse beitragen.
Das Projekt "Teilprojekt MLU Halle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Halle-Wittenberg, Institut für Agrar- und Ernährungswissenschaften, Professur für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Die Erweiterung der Biodiversität unserer Kulturpflanzen und die Anwendung der nicht-invasiven Hyperspektralanalyse bilden zwei Schlüsselinnovationen, um den gegenwärtigen Herausforderungen in der agrarischen Produktion zu begegnen. Wir beabsichtigen, die Leistungsfähigkeit der beiden Innovationen für die Pflanzenzüchtung zu untersuchen und ihre langfristigen Auswirkungen auf die landwirtschaftliche Produktion abzuschätzen. Zur Beurteilung der beiden Innovationen sollen zum einen agronomisch vorteilhafte Wildgerstengene in 2 Gersten-Rückkeuzungspopulationen (S42IL und HEB-25) lokalisiert werden, welche unter biotischen und abiotischen Stressbedingungen sowie in Bezug auf die Fruchtfolgestellung untersucht wurden (Meilensteine 1A-1D, 2, 3). Zugleich werden Wildgerstengene durch Rückkreuzung in den aktuellen Elitegerste-Genpool überführt, um sie mittelfristig in der Gerstenzüchtung einzusetzen (Meilenstein 4). Zum anderen werden wir das am Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb & -automatisierung entwickelte mobile Hyperspektralsystem AGROVER nutzen, um das Wachstum und die Anreicherung von Nährstoffen in den Pflanzen mit bisher nicht erreichter räumlicher und zeitlicher Auflösung darzustellen (Meilensteine 1E-1F). Durch eine sozio-ökonomische Begleituntersuchung sollen die Steigerung der Leistungsfähigkeit der Pflanzenzüchtung durch die beiden Innovationen geprüft und die langfristigen Auswirkungen für die landwirtschaftliche Produktion abgeschätzt werden (Meilenstein 5).
Das Projekt "BioEnergie 2021- OPTIMAIS: Verbesserung der Biomasse-Syntheseleistung durch züchterische Optimierung der Wassernutzungseffizienz von Energiemais" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Düsseldorf, Institut für Entwicklungs- und Molekularbiologie der Pflanzen durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist es, in einem interdisziplinären Ansatz, quantitativ-genetisch, physiologisch, und molekularbiologisch Genomregionen - und letztlich Gene - für Trockentoleranz beim Energiemais zu identifizieren und ihre phänotypische Ausprägung auf physiologisch/morphologischer und schließlich auf molekularer Ebene verstehen zu lernen. Die Introgressionsbibliothek aus der trockentoleranten und ertragsreichen Energiemaislinie ILR6 als rekurrentem Elter und der nichtoptimierten Linie ILD1als Donor stellt eine Quasi-KO-Bibliothek dar. Das Wachstumsverhalten (Spross und Wurzel) der beiden Ausgangslinien soll zunächst mit optischen und kernmagnetischen Imagingverfahren unter Normal- und Wassermangelbedingungen verglichen werden. Dann werden alle neunzig Linien der Introgressionsbibliothek unter Gewächshausbedingungen in Bezug auf ihr Wachstum bei Wassermangel bonitiert. LInien mit einem von ILR6 deutlich abweichenden Wuchsverhalten unter Wassermangel werden detailliert untersucht, so dass am Ende dieser Untersuchungen Genomregionen mit einer starken Auswirkung auf das Wuchsverhalten von Energiemais unter Wassermangel identifiziert sein werden. Für ausgewählte Linien sollen schließlich Transkriptomphänotypen erhoben werden. Die identifizierten Genomregionen sollen durch phänotypische der im Rahmen des Projektes zu erstellenden DH-Populationen verifiziert werden. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen im Sinne des Breeding-by-Design-Konzeptes sofort in die Produktentwicklung ertragreicher Maissorten mit verbesserter Trockentoleranz einfließen.
Das Projekt "BioEnergie 2021- OPTIMAIS: Verbesserung der Biomasse-Syntheseleistung durch züchterische Optimierung der Wassernutzungseffizienz von Energiemais" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Wissenschaftszentrum Weihenstephan für Ernährung, Landnutzung und Umwelt, Lehrstuhl für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist es, in einem interdisziplinären Ansatz quantitativ genetisch, physiologisch, molekularbiologisch und zuchtmethodisch arbeitender Gruppen aus Wissenschaft und Wirtschaft, Genomregionen - und letztlich Gene - für Trockentoleranz beim Energiemais zu identifizieren. Die Ausprägung des Merkmals Trockentoleranz wird auf Phänotypisierungsplattformen unterschiedlicher Komplexität (Feldversuch, rain-out shelter, Klimakammer) erfasst. Es sollen Erkenntnisse zur phänotypischen Ausprägung auf physiologischer, morphologischer und genetischer Ebene gewonnen und im Sinne des Breeding by Design sofort in die Produktentwicklung von ertragreichen Energiemaissorten mit verbesserter Trockentoleranz umgesetzt werden. Partner TUM: Durch Prüfung von Linien aus einer Introgressionsbibliothek und von DH-Linien unter kontrollierten Bedingungen im rain-out shelter sollen Genomregionen für Trockentoleranz identifiziert werden. Genotypische und phänotypische Daten der verschiedenen Phänotypisierungsplattformen werden gemeinsam verrechnet, QTL lokalisiert und die Größe der einzelnen Effekte bestimmt. Für Genomregionen mit großem phänotypischem Effekt erfolgt eine Feinkartierung und der Aufbau weiterer biologischer Ressourcen. Genomsegmente für das Merkmal 'Trockenmasseertrag unter Trockenbedingungen' sollen lokalisiert und die genetische Architektur der Trockentoleranz aufgeklärt werden. Die Informationen werden unmittelbar für die Züchtung besserer Energiemaislinien nutzbar gemacht. Später können durch die molekulare Klonierung der Gene (QTL) Rechte an geistigem Eigentum erworben werden. Im Projekt gewonnene wissenschaftliche Erkenntnisse sollen in entsprechenden Zeitschriften publiziert und der wissenschaftlichen Gemeinschaft zugänglich gemacht werden.
Das Projekt "BioEnergie 2021- OPTIMAIS: Verbesserung der Biomasse-Syntheseleistung durch züchterische Optimierung der Wassernutzungseffizienz von Energiemais" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KWS SAAT AG, Institut für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist es, in einem interdisziplinären Ansatz quantitativ genetisch, physiologisch, molekular- biologisch und zuchtmethodisch arbeitender Gruppen aus Wissenschaft und Wirtschaft, Genomregionen und Gene für Trockentoleranz beim Energiemais zu identifizieren, ihre Ausprägung auf physiologischer und morphologischer Ebene zu verstehen und die gewonnenen Erkenntnisse in die Produktentwicklung von ertragreichen Energiemaissorten mit verbesserter Trockentoleranz einfließen zu lassen Partner KWS: Nukleus des Projektes ist die von KWS entwickelte Introgressionsbibliothek. Diese Introgressions- bibliothek sowie weitere doppelt-haploide Populationen sollen systematisch phänotypisiert und genetisch analysiert werden. Genomsegmente für das Merkmal Trockenmasseertrag unter Trockenbedingungen werden so identifiziert. Partner KWS wird das genetische Material in umfangreichen Feldversuchen testen und die komplette Genotypisierung durchführen. Genomsegmente für das Merkmal 'Trockenmasseertrag unter Trockenbedingungen' mit positiven Effekten können mit Hilfe markergestützter Selektionsprogramme direkt zur Verbesserung des Merkmals eingesetzt werden. Dies wird von großem praktischem Wert sein, da es letztendlich zu verbesserten Strategien zur Entwicklung neuer trockentoleranter Energiemaissorten ('Breeding by Design') führen wird. Die Projektpartner gehen weiterhin davon aus, dass das Projekt zu patentierfähigen Ergebnissen (vor allem in Form von validierten Funktionsgenen oder Genkombinationen) führen wird.