Description: Saisonale Muster des Wachstums und der Blüte sind entscheidend für eine erfolgreiche Obstproduktion und den Ertrag. Während des Herbstes und zu Beginn des Winters ruhen Knospen und Spitzen der Obstbäume als Reaktion auf niedrige Temperaturen und kurze Tage. Diese Ruhephase wird durch längere Kälteeinwirkung überwunden, so dass das Wachstum im Frühjahr wieder aufgenommen werden kann. Umwelteinflüsse wie die Winter- und Frühlingstemperaturen, die diese Zyklen steuern, werden durch den Klimawandel verändert, der Ertrag wird bedroht. Neue Baumsorten zu züchten, wird aber durch unser mangelndes Wissen über die molekularen und genetischen Mechanismen, die diesen wirtschaftlich wichtigen Umweltreaktionen zugrunde liegen, behindert. Das FruitFlow-Projekt bringt ein internationales Konsortium von 5 akademischen und 3 kommerziellen Partnern zusammen, um diese Fragen für 2 wichtige mehrjährige Nutzpflanzen anzugehen: Apfel und Pfirsich. Wir werden neue Technologien zur Vorhersage und Verbesserung der Blumen- und Obstproduktion entwickeln. Planung: 1.Sammlung von Daten über das saisonale Verhalten verschiedener Panels von Äpfeln und Pfirsichen. Die klimatischen Bedingungen an den Anbaustätten werden täglich erfasst. Regelmäßige Aufnahme von Luftbildern mit unbemannten Luftfahrzeugen und Messungen mit Nah-Infrarot-Spektroskopie an Blättern und Knospen. Vorhersage des Verhaltens der Sorten in verschiedenen Umgebungen durch Verwendung computergestützter Modellierungsansätze. 2.Identifikation der genetischen Variation, die die Dormanz bei Apfel- und Pfirsichsorten beeinflusst. 3.Analyse des chemischen Gehalts der Apfel- und Pfirsichknospen, um kleine Moleküle zu identifizieren, deren Aussehen mit verschiedenen Stadien des Ruhezyklusses korreliert. Anschließend werden Proteine identifiziert, die mit diesen Molekülen interagieren. 4.Test der Funktionen von Proteinen, die als mit kleinen Molekülen oder aus den genetischen Studien interagierend identifiziert wurden, in transgenen Pflanzen. Aufgrund der Schwierigkeit, transgene Apfel- und Pfirsichpflanzen zu erzeugen und ihrer langen Entwicklungszeit werden diese Experimente mit Pflanzenmodellen wie Pappelbäumen und dem mehrjährigen Staudenmodell Arabis alpina durchgeführt. Für diese beiden Arten wurden schnelle Transformationsmethoden entwickelt. Die Funktion von Apfel- und Pfirsichgenen wird bei diesen Modellarten durch Gain-und Loss of Function-Ansätze getestet. 5.Es werden Chemikalien, die sich in verschiedenen Stadien des Dormanz-Prozesses akkumulieren, auf ihre Fähigkeit getestet, den Knospenaufbruch oder die Blüte von Apfel und Pfirsich durch direkte Anwendung zu stimulieren. Somit wird FruitFlow zur Lösung eines wichtigen aktuellen Problems in der europäischen Landwirtschaft beitragen, indem es ein internationales, multidisziplinäres Konsortium zusammenbringt, um grundlegendes Wissen über die Knospenruhe und den Knospenaufbruch bei Obstbäumen zu erarbeiten und seine Bedeutung unter Feldbedingungen zu testen.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Genom
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Lack
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Obstbaum
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Obstwiese
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Aerofotogrammetrie
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Pfirsich
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Phytopathologie
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Blüte
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Nutzpflanze
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Sportinfrastruktur
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Flugdrohne
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Gentechnisch veränderte Pflanze
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Chemikalien
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Dormanz
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Pflanzenzüchtung
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Studie
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Klima
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Klimawandel
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Landwirtschaft
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Ökologischer Faktor
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Pflanzenphysiologie
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Plant Physiology
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Region:
Nordrhein-Westfalen
Bounding boxes:
6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
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Agence Nationale de la Recherche , The French National Research Agency (Mitwirkung)
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Agencia Estatal de Investigacion (Mitwirkung)
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CIRAD Genetic Improvement and Adaptation of Mediterranean and Tropical Plants (AGAP), Architecture and Functioning of Fruit species (Mitwirkung)
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Centro para el desarrollo tecnologico Industrial (Mitwirkung)
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Idai Nature S.L. (Mitwirkung)
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Instituto Murciano de Investigación y Desarrollo Agrario y Alimentario (Mitwirkung)
-
Instituto Valenciano de Investigaciones Agrarias, Carretera Moncada (Mitwirkung)
-
Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung (Projektverantwortung)
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PlantResponse Biotech, S.L, Centre for Plant Biotechnology and Genomics (Mitwirkung)
-
SUDEXPE - Station de Recherche Appliquee - Fruits et Legumes (Mitwirkung)
-
Umweltbundesamt (Bereitstellung)
-
Unmanned Technical Works (Mitwirkung)
Time ranges:
2021-01-01 - 2025-12-31
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Predicting and tuning seasonal responses of apple and peach to improve orchard yield and climate change resilience
Description: Seasonal patterns of growth and flowering are crucial for successful fruit production and yield. During autumn and early winter, buds and apices of fruit trees become dormant in response to low temperatures and short days. This dormancy is overcome by longer exposure to cold, allowing growth to resume in spring. Environmental cues such as winter and spring temperatures that control these cycles are altered with climate change threatening yield. However, our ability to breed new tree cultivars is hampered by our lack of knowledge of the molecular and genetic mechanisms underlying these economically important environmental responses. The FruitFlow project brings together an international consortium of five academic and three commercial partners to address these issues for two important perennial crops: apple and peach. We will develop novel technologies for predicting and promoting flower and fruit production. First, we will acquire data on the seasonal behavior of diverse panels of apple and peach varieties. Climatic conditions at the growing sites will be recorded daily while regular aerial images will be acquired with Unmanned Aerial Vehicles together with Near InfraRed Spectroscopy measurements on leaves and buds. Computational modeling approaches will be used to predict the behavior of cultivars in different environments. Second, we will identify genetic associations between the behavior of apple and peach cultivars and polymorphisms in their genomes using existing panels of diverse cultivars of each species. Third, the chemical content of apple and peach buds will be analyzed between December and February to identify small molecules whose appearance correlates with different stages of the dormancy cycle. Proteins that interact with these molecules will then be identified by co-precipitation and computational methods. Fourth, the functions of proteins identified as interacting with small molecules or from the association studies will be tested by reverse genetics or transgenic approaches. Due to the difficulty of generating transgenic apple and peach plants and their long generation time, these experiments will be performed using plant models such as poplar trees and the perennial herbaceous model Arabis alpina. For both of these species rapid transformation methods have been generated. The function of apple and peach genes will be tested in these model species by gain and loss of function approaches. Fifth, chemicals identified as accumulating at different stages of the dormancy process will be tested for their capacity to stimulate bud break or flowering of apple and peach by direct application. Thus, FruitFlow will contribute to solving an important current problem in European Agriculture by bringing together an international, multidisciplinary consortium to produce fundamental knowledge on bud dormancy and budbreak in fruit trees and to test its significance under field conditions.
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