Weizen

CORNET WHEAT STRESS -  Verbesserung der Ertragsstabilität bei Winterweizensorten unter Umweltstressbedingungen

Bearbeiter: Michael Schmolke, Maren Livaja
Laufzeit: 01.10.2009 – 30.09.2011
Projektpartner: Vereinigung der Pflanzenzüchter und Saatgutkaufleute Österreichs, AGES - Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit, Hungarian Seed Association, Cereal Research Non Profit Company, GFP
Projektkoordination:  Gemeinschaft zur Förderung der privaten deutschen Pflanzenzüchtung (GFP)
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi)

Projektbeschreibung:

Die EU ist mit einer jährlichen Produktion von 121 Millionen Tonnen einer der wichtigsten Weizenproduzenten weltweit. Die Auswirkungen des globalen Klimawandels sind auch in Europa zu spüren und werden voraussichtlich noch stärker werden. Extreme Wetterereignisse wie Hitzewellen und Trockenheit werden wahrscheinlich häufiger und intensiver auftreten. Insbesondere der Mittelmeerraum und ausgedehnte Gebiete Zentral- und Osteuropas sind Regionen mit einem erhöhten Risiko für das Auftreten von Dürren. Um der steigenden Nachfrage, beispielsweise aus Asien, nach Weizen zu begegnen, ist die Entwicklung von Sorten, die eine hohe Ertragsstabilität und ein hohe Backqualität auch unter ungünstigen Umweltbedingungen garantieren, notwendig.
Im Rahmen des Projektes wird die genetische Variation hinsichtlich abiotischer Stresstoleranz in europäischem Winterweizen-Zuchtmaterial untersucht. Identifiziert werden sollen Genotypen, die eine hohe Trocken- und Hitzetoleranz aufweisen, gekoppelt mit stabilen Ertrags- und Qualitätseigenschaften. Forschungsziele sind die Identifizierung trockenstresstoleranter Genotypen, das Bestimmen wichtiger Eigenschaften von trocken- und hitzetoleranten Pflanzen, die Entwicklung von Screening-Techniken für die großflächige Anwendung im Zuchtgarten sowie die Entwicklung molekularer Marker für die markergestützte Selektion (MAS).

Um Selektionskriterien für die Auswahl geeigneter Winterweizensorten in Zuchtprogrammen etablieren zu können, werden morpho-physiologische Merkmale wie zum Beispiel Fahnenblatt-Seneszenz, Blattchlorophyllgehalt, Oberflächentemperatur des Bestandes, stomatäre Leitfähigkeit und osmotische Anpassung ermittelt.

Zur Bestimmung neuer, Trockenstress-assoziierter QTL (Quantitative Trait Loci) in den europäischen Winterweizensorten werden bei der genetischen Kartierung unter Verwendung von DH (Doppelhaploide)-Populationen Kopplungskarten erstellt. Eine ausreichende Markerdichte wird durch die Kombination von SSR-Markern (Simple Sequence Repeats) und Chip-basierten Hochdurchsatzmarkern (DArT - Diversity Array Technology) realisiert. Außerdem werden in Elitewinterweizensorten Markerhaplotypen bekannter QTL, die mit abiotischem Stress assoziiert sind, untersucht.

Die Untersuchung der allelischen Variation von Trockenresistenz-assoziierten Kandidatengenen innerhalb der Winterweizensorten und der Eltern der Kartierungspopulation wird mithilfe von EcoTILLING und/oder Direktsequenzierung durchgeführt. EcoTILLING (Targeting Induced Local Lesions IN Genomes) ist eine Plattform zur Klassifizierung von SNP (single nucleotide polymorphisms)- Haplotypen in einer Gensequenz. Eine Reihe von Kandidatengenen für abiotische Stresstoleranz ist bekannt, ausgewählte Gene werden analysiert, um deren Beitrag zur Trockentoleranz zu ermitteln. Die identifizierten Polymorphismen werden genutzt, um geeignete PCR-basierte Marker für die MAS zu entwickeln, die auch im Rahmen von QTL Kartierungen verwendet werden können.