Description: Die Erhaltung hoher Erträge bei Weizen ist Grundpfeiler der globalen Ernährungssicherheit. Es ist zu erwarten, dass umweltbedingte und regulatorische Beschränkungen im Pflanzenbau sowie zunehmende Schwankungen der Umweltbedingungen aufgrund des Klimawandels die Entwicklung zukünftiger Weizenerträge beeinträchtigen werden. Ein besseres Verständnis des Zusammenwirkens von Genetik und physiologischen Prozessen der Quelle-Senke-Beziehung ist essentiell, um ertragslimitierende Anpassungsprozesse unter Genotyp-Umwelt-Management-Interaktionen (G*U*M) zu optimieren.In einem vorangegangenen Projekt wurde eine große Population europäischer Elite-Weizensorten, die 50 Jahre Zuchtfortschritt umfasst, unter verschiedenen G*U*M-Szenarien untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die jahrzehntelange Selektion in einer Anreicherung von Chromosomensegmenten mit günstigen Effekten auf wichtige Quelle-Senke-Teilkomponenten des Ertrags, wie z. B. Wasser-, Nährstoff- und Photosyntheseeffizienz, resultierte. Nicht alle Sorten mit vorteilhaften Quelle-Senke-Eigenschaften wiesen jedoch auch einen erhöhten Ertrag auf. Effiziente Rekombination von Quelle-Senke-Merkmalen als Teilkomponenten des Ertrags birgt daher großes Potential für eine Steigerung des Selektionsgewinns in zahlreichen Umwelt- und Managementszenarien.Das Ziel des Teilprojektes 2 besteht darin, die Wechselwirkungen zwischen Wasser- und Stickstoffaufnahme einerseits und ihrer zeitlichen Verteilung entlang der Vegetationsperiode andererseits zu analysieren. Dazu wird durch den Einsatz von zwei komplementären Phänotypisierungsplattformen (DroughtSpotter XXL und Plantarray) die Wasseraufnahme in ultra-hoher Auflösung erfasst. Dies ermöglicht nicht nur über die gesamte Vegetationsperiode, sondern auch innerhalb jeden einzelnen Tages die Transpirationsmuster nachzuvollziehen und mit anderen phänoytypischen Eigenschaften in Verbindung zu setzen. Parallel werden mehrortige Feldversuche mit kontrastierender Wasser- und Stickstoffversorgung durchgeführt und anhand von multispektralen Reflexionsmessungen die Wachstumsdynamik erfasst. Die gemeinsame Datenanalyse soll dazu führen, Eigenschaftsprofile des Weizens zu bestimmen, die unter den jeweiligen Stressszenarien die kleinsten Zielkonflikte ermöglichen. In Zusammenarbeit mit den anderen Teilprojekten stellt die Bestimmung der genetischen Determinanten das finale Projektziel dar.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Weizen
?
Genökologie
?
Phytopathologie
?
Transpiration
?
Wiese
?
Pflanzenproduktion
?
Reflexionsmessung
?
Pflanzenernährung
?
Pflanzenzüchtung
?
Vegetationsperiode
?
Ernährungssicherheit
?
Freilandversuch
?
Klimawandel
?
Standortbedingung
?
Agrartechnik
?
Plant Cultivation
?
Stress
?
Region:
Saxony-Anhalt
Bounding boxes:
11.7333° .. 11.7333° x 52° .. 52°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
Time ranges:
2022-01-01 - 2025-12-31
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Detailed temporal and physiological dissection of limitations to water and nitrogen uptake efficiency
Description: Wheat is one of the most important staple food crops and high grain yields are essential for global food security. Breeding raised yields continuously over the past century, however yield potential is increasingly suppressed by challenges associated with climate change and regulatory restrictions on crop inputs. A better understanding of the genetic and physiological interplay between physiological and metabolic processes underlying source-sink activities is vital to optimise adaptive responses that limit yield potential and to account for genotype*environment*management (G*E*M) interactions. In a previous collaboration, a large panel of elite European winter wheat cultivars was extensively phenotyped in a G*E*M context. Findings from this project suggest that selection over decades resulted in an accumulation of chromosome segments with favourable effects on source- and sink-related key component traits of yield, such as water and nutrient use efficiency, biomass, radiation interception efficiency and green canopy duration. However, these putative physiological advantages did not always result in increased grain yield. This suggests that an efficient recombination of source and sink traits as component traits of yield has great potential to enhance genetic gain in a wide range of environmental and management scenarios.The aim of the subproject 2 is to analyze the interactions between water and nitrogen uptake on the one hand and their temporal distribution along the growing season on the other. For this purpose, the water uptake is recorded in ultra-high resolution by using two complementary phenotyping platforms (DroughtSpotter XXL and Plantarray). This allows to track transpiration patterns not only over the whole growing season, but also within every single day and to relate them to other phenoytypical traits. In parallel, multi-site field experiments with contrasting water and nitrogen supply will be conducted and multispectral reflectance measurements will be used to record growth dynamics at high resolution. The joint data analysis should lead to the determination of wheat trait profiles that allow the smallest trade off conflicts under the respective stress scenarios. In cooperation with the other subprojects, the identification of ideotypes and the determination of genetic determinants represent the final project goal.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1140289
Resources
Status
Quality score
- Overall: 0.50
-
Findability: 0.65
- Title: 1.00
- Description: 0.01
- Identifier: false
- Keywords: 0.88
- Spatial: RegionIdentified (1.00)
- Temporal: true
-
Accessibility: 0.67
- Landing page: Specific (1.00)
- Direct access: false
- Publicly accessible: true
-
Interoperability: 0.00
- Open file format: false
- Media type: false
- Machine-readable metadata: false
- Machine-readable data: false
-
Reusability: 0.67
- License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
- Contact info: false
- Publisher info: true
Accessed 1 times.