Mais

Trockentoleranz-assoziierte Wurzelmerkmale bei Mais

Bearbeiter: Sebastian Steinemann, Peter Westermeier
Laufzeit: 01.05.2011 – 30.04.2014
Förderung: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Gesundheit

Projektbeschreibung:

Der Einfluss von Trockenheit ist neben der Bodenunfruchtbarkeit schon heute der wichtigste abiotische Faktor, der den Ertrag im Feldanbau limitiert. Aktuelle Klimamodelle prognostizieren in Zukunft eine zusätzliche Verschärfung der Situation, vor allem in den für das Pflanzenwachstum relevanten Jahreszeiten. Um diesem Problem entgegenzutreten und die Nahrungsversorgung einer rapide wachsenden Weltbevölkerung zu sichern, ist die Züchtung von trockentoleranten Maissorten in den Fokus der Pflanzenzüchtung gerückt.
Ein in der Literatur als vielversprechend dargestelltes Merkmal zur Verbesserung der Trockentoleranz ist die Wurzelmorphologie. Die Akquirierung von Bodenwasser unter wasserlimitierenden Bedingungen spielt bei der Trockentoleranz eine wichtige Rolle. Pflanzen mit einer spezifischen Wurzelmorphologie, die es möglich macht ein größeres Bodenvolumen zu erschließen, und damit auf ein größeres Wasserreservoir zurückzugreifen, haben somit einen Vorteil unter Trockenstress. Jedoch findet in der praktischen Züchtung diese Eigenschaft bis dato nur sporadisch Eingang in Zuchtprogramme, da die Wurzelmorphologie unter Feldbedingungen nur sehr arbeitsaufwendig erfasst werden kann.
Ein Hauptziel dieses Projekts ist daher, eine neue Methode zu etablieren, die es im Rahmen von Feldversuchen ermöglicht, mit vertretbarem Arbeitsaufwand die Ausdehnung und Intensität der Durchwurzelung verschiedener Genotypen abzuschätzen und damit verschiedene Wurzelparameter wie Wurzelmasse, Wurzeltiefe und Wurzelstruktur im Feld zu erfassen. Dabei werden grundlegende molekularbiologische Verfahren und quantitative PCR-Assays miteinander kombiniert, um so die Durchführbarkeit im Feld und einen hohen Probendurchsatz zu ermöglichen.
Als zweites Ziel dieses Projekts sollen dann unter Anwendung dieser neuen Methode phänotypische Unterschiede in europäischem Maismaterial erfasst werden. Diese Daten werden anschließend mit Ergebnissen oberirdischer Phänotypisierung und dem Zielmerkmal Ertrag unter Trockenstress korreliert.
Durch dieses Projekt wird die Einbeziehung von Wurzelmerkmalen in die praktische Maiszüchtung für Trockentoleranz möglich. Weiterhin werden die Ergebnisse dazu beitragen, die genetischen Hintergründe der Wurzelmorphologie und der wurzelassoziierten Trockentoleranz aufzudecken.