Das Projekt "KLAR: Kleistogamer Hafer zur nachhaltigen Vermeidung von Flugbrand" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Julius Kühn-Institut, Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen durchgeführt. Hafer (Avena sativa L.) wurde im Jahr 2016 in Deutschland auf einer Fläche von 28.000 Hektar ökologisch angebaut. Unter den Haferkrankheiten besitzt im Ökolandbau der Flugbrand, verursacht durch den Pilz Ustilago avenae (Pers.) Jens., das größte Schadenspotenzial. Das Verbundprojekt hat zum Ziel, neue Wege zur Reduktion von Flugbrandinfektionen im ökologischen Pflanzenbau und in der Saatgutproduktion aufzuzeigen. Hierzu soll untersucht werden, inwieweit ein geschlossenes Blühen (Kleistogamie) beim Hafer eine Infektion der Samenanlage mit dem Flugbranderreger reduziert. Die Vorteile dieses Ansatzes liegen in der Rassenunabhängigkeit der Befallsminderung und im geringeren Prüfaufwand, was ein sehr nachhaltiger Weg wäre. Ob dieser Weg beim Hafer züchterisch beschritten werden kann, soll mit einer genomweiten Assoziationsanalyse untersucht werden.
Im ersten Arbeitspaket wird ein Hafersortiment, bestehend aus 540 Haferlinien, hinsichtlich der Merkmale Flugbrandanfälligkeit, Offenblütigkeit, Antherenextrusion, Rispenschieben und Wuchshöhe in einem mehrortigen und mehrjährigen Feldversuch phänotypisiert.
In einem zweiten Arbeitspaket soll eine genomweite Assoziationskartierung durchgeführt werden, um Chromosomenbereiche zu identifizieren, die an der unterschiedlichen phänotypischen Ausprägung der untersuchten Merkmale beteiligt sind. Die Genotypisierungsdaten werden zudem genutzt, um die genetischen Verwandtschaftsverhältnisse im Prüfsortiment zu beschreiben.
Im dritten Arbeitspaket wird bei mindestens 25 Haferlinien des Sortiments das Ausmaß der Flugbrandinfektion bei der Nachkommenschaft überprüft. Diese Linien werden so ausgewählt, dass sie die in dem Sortiment vorhandene Variation in der Blütenöffnung widerspiegeln. Aus der statistischen Analyse des Zusammenhangs zwischen dem Grad der Kleistogamie und dem Infektionsniveau der untersuchten Nachkommenschaft wird sich klären lassen, in welchem Maße die Kleistogamie eine Reduktion der Infektion bewirken kann und inwieweit sie als Alternative zum klassischen Resistenz-Ansatz genutzt werden kann.
Das Projekt "KLAR: Kleistogamer Hafer zur nachhaltigen Vermeidung von Flugbrand" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landbauschule Dottenfelderhof e.V. durchgeführt. Das Vorhaben hat zum Ziel, das Risiko von Flugbrandinfektionen im ökologischen Pflanzenbau und in der Saatgutproduktion zu reduzieren. Hierzu soll untersucht werden, inwieweit ein geschlossenes Blühen (Kleistogamie) beim Hafer eine Infektion der Samenanlage mit Flugbrand reduziert. Die Vorteile dieses Ansatzes lägen im geringeren Prüfaufwand und in der Rassenunabhängigkeit der Befallsminderung, was somit ein sehr nachhaltiger Weg wäre. Im Projekt werden im ersten Arbeitspaket an einem Sortiment von 260 Haferlinien die Blühmerkmale und die Flugbrandanfälligkeit phänotypisiert, wobei inokuliertes und nicht inokuliertes Saatgut jeder Sorte in benachbarten Reihen ausgedrillt wird. Die nicht inokulierte Variante wird zur Erfassung der Offenblütigkeit, Antherenextrusion als indirektes Merkmal für Offenblütigkeit, sowie der Merkmale Rispenschieben und Wuchshöhe genutzt. Als zweites Arbeitspaket werden Assoziationen molekularer Marker mit Blühmerkmalen und Flugbrandresistenz analysiert. Die Haferlinien werden mittels DArT-Seq-Marker genotypisiert, um zudem die genetische Ähnlichkeit der involvierten Sorten und Zuchtstämme zu beschreiben und Informationen zur Diversität im Prüfsortiment sowie zur Genetik der Merkmale zu generieren. Im dritten Arbeitspaket werden von zwanzig Prüfgliedern mit der gesamten Spannweite in der Kleistogamie Rispen geerntet, um die Flugbrandinfektion des Saatgutes zu prüfen. Aus der statistischen Analyse des Zusammenhangs zwischen Infektionsniveau und Kleistogamie wird sich ergeben, in welchem Maße die Kleistogamie eine Reduktion der Infektion bewirken und inwieweit sie als Alternative zum klassischen Resistenz-Ansatz genutzt werden kann.
Das Projekt "Modellierung der Populationsdynamik von peripheren und subzentralen Populationen von Viola-Arten der Stromtalwiesen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Landschaftsökologie und Ressourcenmanagement, Professur für Landschaftsökologie und Landschaftsplanung durchgeführt. Das Forschungsprojekt zur vergleichenden Demographie von Arten der Gattung Viola (Viola elatior, Viola persicifolia, Viola pumila) aus Stromtalwiesen untersucht die Frage, wie der Lebenszyklus der Arten in die Dynamik standortverändernder Ereignisse in Auen eingenischt ist. Unter Verwendung von Matrix-Populationsmodellen beschäftigt sich das Forschungsprogramm mit dem Vergleich der Fluktuationen von peripheren Populationen mit solchen, die eine Verbindung zum Hauptverbreitungsareal der Arten haben (subzentrale Populationen). Periphere Populationen sollten durch eine niedrigere Populationswachstumsrate (lambda) und eine größere zeitliche Variabilität von lambda gekennzeichnet sein. Diese Faktoren sollten eine höhere Aussterbewahrscheinlichkeit und eine niedrigere Populationslebensdauer von peripheren Populationen zur Folge haben. Darüber hinaus leistet das Forschungsprojekt einen Beitrag zum Verständnis der Bedeutung der Samenbank und des heteromorphen Blühverhaltens (Kleistogamie) von Stromtalveilchen auf die Populationswachstumsrate. Durch die Modellierung der Sensitivität von lambda auf Übergänge im Lebenszyklus soll der Einfluß verschiedener Lebenszyklusphasen auf die Populationswachstumsrate quantifiziert werden. Weiterhin wird die Dynamik von Kleinpopulationen auf der Ebene der Metapopulation registriert, um die Extinktions- und Kolonisationsrate der Arten zu bestimmen.