Das Projekt "Teilprojekt: Feldversuche^BioEnergie2021 - BreedVision - Breeding by Design für eine Kaskadennutzung von Energiegetreide unter Low-Input-Bedingungen^Teilprojekt: Phänotypisierung^Teilprojekt: Trägerfahrzeug, Teilprojekt: Genotypisierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Hohenheim, Landessaatzuchtanstalt (720).Das wachsende Missverhältnis zwischen globalem Energieverbrauch und dem Vorrat an fossilen Energieträgern führt dazu, dass Energie verstärkt auch aus Pflanzenbiomasse gewonnen wird. Problematisch ist dabei die zunehmende Konkurrenz zwischen der Produktion von Energiepflanzen und der Produktion von Futter- bzw. Nahrungsmitteln. Eine Kaskadennutzung von Kulturarten kann diese Konkurrenz entschärfen. Darüber hinaus ist es wichtig, die Energieproduktion aus Biomasse so nachhaltig wie möglich zu gestalten. Dafür ist der Nettoenergieertrag je Flächeneinheit eine entscheidende Größe. Ein attraktiver Ansatz, den Energieertrag zu steigern, liegt in der züchterischen Verbesserung der Nährstoffnutzungseffizienz von Kulturarten. Damit könnte zum Beispiel der Einsatz mineralischer Stickstoffdünger reduziert werden, der energieintensiv über das Haber-Bosch-Verfahren synthetisiert werden muss. Die Kulturart Triticale (×Triticosecale Wittmack) ist hervorragend für eine nachhaltige Bioenergieproduktion geeignet, da selbst unter Low-Input-Bedingungen hohe Biomasseerträge erzielt werden können und eine breite genetische Variation für Biomasseertragspotential im aktuellen Zuchtmaterial vorhanden ist. Das geplante Verbundvorhaben zielt darauf ab, die Stickstoffnutzungseffizienz von Triticale mittels Breeding by DesignTM unter Berücksichtigung einer Kaskadennutzung von Kornertrag und Restpflanzenbiomasse zu steigern. Der Flaschenhals bei der Umsetzung des Konzepts Breeding by DesignTM besteht in der ungenügenden Kenntnis über die molekulare Basis komplexer Merkmale. Dies liegt vor allem daran, dass geeignete Phänotypisierungstechniken fehlen, mit denen kosten- und zeiteffizient die Dynamik agronomisch relevanter Merkmale untersucht werden kann. In Arbeitspaket A soll dieser Flaschenhals geweitet werden, indem eine Phänotypisierungsplattform entwickelt wird, die aus einem flexiblen Trägerfahrzeug mit intelligenten Sensorsystemen besteht. Weiterhin etablieren wir im Rahmen des Arbeitspakets A Methoden, die eine schnelle Erfassung von Restpflanzenbiomasse ermöglichen. In Arbeitspaket B wird die entwickelte Phänotypisierungsplattform dazu eingesetzt, die molekulare Basis von Stickstoffnutzungseffizienz aufzuklären. Mithilfe moderner Designs zur QTL-Kartierung mit Mehrlinienkreuzungen werden Genomregionen identifiziert, die für das dynamische Merkmal Stickstoffnutzungseffizienz im Hinblick auf eine Kaskadennutzung von Kornertrag und Restpflanzenbiomasse kodieren. Die Kenntnisse über die genetische Architektur der Stickstoffnutzungseffizienz bilden die Grundlage für eine wissensbasierte Züchtung und ermöglichen es, den Zuchtfortschritt bei Energie-Triticale zu beschleunigen. Um diese ambitionierten Ziele zu erreichen, bündeln wir Kompetenzen aus den Bereichen Ingenieurwissenschaften, Landtechnik und angewandte Pflanzenzüchtung.
Das Projekt "Teilprojekt: Feldversuche^BioEnergie2021 - BreedVision - Breeding by Design für eine Kaskadennutzung von Energiegetreide unter Low-Input-Bedingungen^Teilprojekt: Trägerfahrzeug, Teilprojekt: Phänotypisierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Osnabrück, Fakultät Ingenieurwissenschaften und Informatik.Das Missverhältnis zwischen Energieverbrauch und dem Vorrat an fossilen Energieträgern führt dazu, dass Energie verstärkt auch aus Biomasse gewonnen wird. Kritisch ist dabei die zunehmende Konkurrenz zwischen der Produktion von Energiepflanzen und der Produktion von Futter- bzw. Nahrungsmitteln. Eine Kaskadennutzung von Kulturarten kann diese Konkurrenz entschärfen. Darüber hinaus ist es wichtig, die Bioenergieproduktion nachhaltig zu gestalten. Dafür ist der Nettoertrag je Fläche eine entscheidende Größe. Ein attraktiver Ansatz, den Energieertrag zu steigern, liegt in der züchterischen Verbesserung der Stickstoffnutzungseffizienz (NNE) von Kulturarten. Triticale ist hervorragend für eine nachhaltige Bioenergieproduktion geeignet, da selbst unter Low-Input-Bedingungen hohe Biomasseerträge erzielt werden können. Das Verbundvorhaben zielt darauf ab, die NNE von Triticale mittels Breeding by Design unter Beachtung einer Kaskadennutzung von Kornertrag und Restpflanzenbiomasse zu steigern. Der Flaschenhals bei der Umsetzung von Breeding by Design besteht in der geringen Kenntnis der molekularen Basis komplexer Merkmale. Dies liegt vor allem daran, dass Phänotypisierungstechniken fehlen, mit denen kosten- und zeiteffizient die Dynamik agronomisch relevanter Merkmale untersucht werden kann. In Arbeitspaket A soll dieser Flaschenhals geweitet werden, indem eine Phänotypisierungsplattform entwickelt wird, die aus einem Trägerfahrzeug und intelligenten Sensorsystemen besteht. In Arbeitspaket B wird die Phänotypisierungsplattform dazu eingesetzt, die molekulare Basis von NNE aufzuklären. Mithilfe moderner Designs zur QTL-Kartierung mit Mehrlinienkreuzungen werden Genomregionen identifiziert, die für das dynamische Merkmal NNE im Hinblick auf eine Kaskadennutzung Kornertrag und Restpflanzenbiomasse kodieren. Die Kenntnisse über die genetische Architektur der NNE bilden die Grundlage für eine rationale Züchtung und ermöglichen eine Beschleunigung des Zuchtfortschritts.
