Das Projekt "Die genetische und physiologische Basis der Resistenz von Sorghum gegen Striga hermonthica" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Pflanzenzüchtung, Saatgutforschung und Populationsgenetik durchgeführt. Sorghumhirse ist eine der bedeutendsten Nutzpflanzen in kleinbaeuerlichen Anbausystemen Afrikas suedlich der Sahara. Hier stellt Striga einen wichtigen, die landwirtschaftliche Produktion begrenzenden Faktor dar. Striga ist ein parasitisches Unkraut, welches sich unterirdisch mit den Wurzeln der Wirtspflanze (z.B. Sorghumhirse, Kolbenhirse, Mais, Reis, Fonio) verbindet, ihr Wasser, Naehrstoffe und Kohlenhydrate entzieht und so zu Kornertragsverlusten bis zu 100 Prozent fuehren kann. Unter den verfuegbaren Strigabekaempfungsmethoden (z.B. mechanisch, chemisch, biologisch) stellen resistente Kulturpflanzensorten die vorteilhafteste dar, da ihr Anbau umweltneutral ist und den Landwirten keine zusaetzlichen Kosten oder Arbeit entsteht. Folgende Projektziele werden verfolgt: Identifikation der Gene fuer Strugaresistenz in Sorghum mittels DNA-Marker: Klassische Studien der Vererbung von Strigaresistenz in Sorghum; Aufklaerung der biochemischen und physiologischen Mechanismen der Strigaresistenz in Sorghum; Vergleich 'indirekter' Selektionsmethoden (Test auf einzelne Resistenzmechanismen im Labor) mit der 'direkten' Erfassung der Resistenz unter Feldbedingungen. Unsere Untersuchungen sollen zeigen, welche Chromosomenbereiche zur Strigaresistenz in Sorghum beitragen. Durch umfangreiche Resistenztests in West- und Ostafrika wird dabei die Stabilitaet der Resistenz ueber weite geographische Regionen garantiert. Mittels markergestuetzter Rueckkreuzung kann sodann die Resistenz sehr schnell und effizient in lokale Sorten uebertragen werden. Die genetischen werden durch physiologische und biochemische Untersuchungen der Strigaresistenzmechanismen ergaenzt. Parallel werden dabei spezifische Laborresistenztests entwickelt. Diese werden auf ihre potentielle Brauchbarkeit in einem Resistenzzuechtungsprogramm ueberprueft. Aus den gesammelten Ergebnissen all dieser Studien soll eine optimale Strategie fuer die Zuechtung von Sorghum auf Strigaresistenz entwickelt und Zuechtern in internationalen und nationalen Forschungsinstituten zur Verfuegung gestellt werden.
Das Projekt "Beseitigung der Striga-Plage im Sorghumanbau in Afrika durch Kombination von markergestützter Rückkreuzung und Farmer-partizipatorischer Selektion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Pflanzenzüchtung, Saatgutforschung und Populationsgenetik durchgeführt. Übergeordnetes Ziel ist die Erhöhung der Nahrungssicherheit in den mit dem parasitischen Unkraut Striga (Striga hermonthica) infizierten Sorghum (Sorghum bicolor)-Anbaugebieten in Eritrea, Kenia, Mali und Sudan. Hierzu soll zusammen mit NARS dieser Länder die Strigaresistenz von lokal adaptierten, Farmer-bevorzugten Sorghumsorten durch Anwendung einer Kombination aus markergestützter Rückkreuzung und Farmer-partizipatorischer Selektion verbessert werden. Molekulare Marker für quantitative, im Feld erfasste Strigaresistenz wurden während eines BMZ-finanzierten gemeinschaftlichen Projektes des ICRISAT mit den Universitäten Hohenheim und Tübingen (1995-2000) und danach im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Habilitationsvorhabens (2000-2003) identifiziert und validiert. Die Effekte von fünf QTL ('quantitative trait loci') für Strigaresistenz der Elternlinie N13' erwiesen sich dabei als stabil über zehn Feldversuche in Mali und Kenia, zwei Jahre und zwei unabhängige Genotypstichproben der Kartierungspopulation. Die einzelnen QTL erklären zwischen 12 - 30 Prozent der phänotypischen Variation und tragen zu einer partiellen, quantitativen und somit stabilen Resistenz bei. Die entsprechenden flankierenden Marker sollen im Projekt genutzt werden. Darüber hinaus wird eine simultane sozio-ökonomische Studie der Sorghum-Saatgutverteilungssysteme in den vier Ländern durchgeführt. Die Schlagkraft der verbesserten Sorten soll des weiteren durch Integration in bestehende Methoden der integrierten Strigabekämpfung erhöht werden. Die Langzeitwirkung der im Projekt entwickelten Sorten könnte durch offene Bestäubung in den genetisch sehr vielfältigen Feldern der Landwirte beeinträchtigt werden. Daher sollen auch die aktuellen Auskreuzungsraten der Farmer-bevorzugten Sorghumsorten untersucht werden. Daraus sollen Schlüsse über die Stabilität der transferierten Strigaresistenz-QTL gezogen und Empfehlungen für die Sortenerhaltung abgegeben werden.