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s/planzenzucht/Pflanzenzucht/gi

Identifizierung von genetischen und phänotypischen Merkmalen in dem Wurzelsystem trockentoleranter Sommergerste (Hordeum vulgare)

Ziel des Projektes ist es, die Gene für die Wurzelentwicklung von Gerste zu identifizieren und deren Effekte zu quantifizieren. Zusätzlich wird die genetische Reaktion der Wurzel auf ein reduziertes Wasserangebot im Substrat untersucht und für die Modelbildung parametrisiert. Es wird ein Assoziationsansatz zur QTL bzw. QTL x Behandlungsinteraktion Detektion verwendet. Hierzu steht eine Kartierungspopulation mit ca. 192 Linien zur Verfügung, die mit den genbasierten SNP - Markern (GKI Select Chip) genotypisiert werden. Darüber hinaus wurde die Population schon mit DArT und SSR-Marker genotypisiert. Für diese Population mit hoher Markerdichte (geschätzt 5000 kartierbare Marker) wird eine Assoziationskartierung von Wurzelmerkmalen zur Schätzung der Merkmals-Marker- Assoziation im Mixed-Model-Verfahren durchgeführt. Die QTL dienen als Parameter für die QTL basierte Modellierung. Die Wurzelentwicklung wird für die Population unter Kontrolle und Stressbedingungen an zahlreichen Terminen festgestellt. Hierbei werden Wurzelparameter wie Wurzellänge, Wurzellängenentwicklung, Wurzelverteilung und mit Abschluss der Test Wurzeltrockenmasse und Sprosstrockenmasse erhoben. Parallel zu den Untersuchungen werden an einem reduzierten Genotypenset (bestehend aus Klassen Trockenstressanfällige und -tolerante) die natürliche allelische Variabilität bei Kandidatengenen-Loci der Wurzelentstehung, -entwicklung und -differenzierung aus Arabidopsis bzw. Mais geprüft. Darüber hinaus wird mit einem Metabolomics Ansatz geprüft, ob diagnostische Signaturen für Trockenstress existieren. Hierzu werden vergleichende Analysen der Metaboliten zwischen den Mitgliedern des reduzieren Genotypensets durchgeführt, um spezifische Metaboliten für Trockenstress resistente Genotypen zu identifizieren

Die Qualitaet pflanzlicher Oele und ihre zuechterische Verbesserung

Die Versorgung der Bevoelkerung mit ernaehrungsphysiologisch hochwertigen Pflanzenfetten ist ein wichtiges Anliegen zur Gesunderhaltung der Menschen. Mit dem Ziel der Verbesserung der Fettsaeuremuster in den wichtigsten oelliefernden Pflanzen wird gearbeitet mit: Winterraps, Sommerraps, Rueben, Lein, Sojabohnen, Sonnenblumen.

Linear model tools for high-throughput gene expression data

Data generated from high-throughput platforms in plant-biological research are often analysed by linear model procedures. Checking model assumptions and subsequently transforming data or taking other measures to remedy violations poses a formidable task with these kinds of large datasets because of the need to automate the analysis pipeline as much as possible in order to save computing time and overall time needed for analysis. This project will develop procedures for critically inspecting and testing residuals from linear model fits. Moreover, data transformations and parametric link functions will be investigated regarding their suitability for highthroughput data. Particular emphasis will be given to transcriptome sequencing (RNAseq) using the Illumina sequencing technology and metabolite profiling. The proposed procedures will be investigated by simulation as well as by application to empirical datasets provided by our collaborators. A pipeline implementing these procedures will be developed and made available as an R-package. Computationally intensive components such as Monte Carlo simulation modules will be programmed in a low-level programming language.

Oeleliminierung aus belasteten Gewaessern und Schlaemmen

In speziell aufgebauten bepflanzten Becken werden Oele von Waessern und/oder Schlaemmen zurueckgehalten und von Mikro- und Makrophyten aufgearbeitet. Das Wasser fliesst nach sehr kurzer Zeit Oel-, Schwebstoff- und Geruchsfrei ab.

Erhaltung und Nachzucht seltener Baum- und Straucharten

Ziel des Projektes ist die langfristige Sicherung und Erhaltung von Vorkommen seltener Baumarten, sowie die Etablierung neuer/verjüngter Vorkommen an geeigneten Standorten. Zunächst erfolgt die Evaluierung, Auswahl und Beerntung erhaltungswürdiger Bäume aus südwest-deutschen Wald- und Feldvorkommen (insbes. Elsbeere, Speierling, Wildapfel, Wildbirne, Schwarzpappel, Ulme, Walnuss und Eibe; außerdem Straucharten) mit entsprechender Dokumentation. Anschließend erfolgt eine vegetative und generative Weitervermehrung zum Aufbau von Erhaltungs-Klonsammlungen bzw. zum Aufbau von Erhaltungs-Samenplantagen, (ex-situ Generhaltung). Parallel dazu werden o.g. seltene Baumarten vegetativ und generativ mit 1- bis 3-jähriger Kulturzeit nachgezogen und an interessierte bzw. am Evaluierungsprozess beteiligte Forstämter abgegeben (in-situ Generhaltung) und dort langfristig weiterbeobachtet.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1530: Flowering time control: from natural variation to crop improvement, Genetic Dissection of Flowering Time in Wheat by High-density Genome-wide Association Mapping

Wheat (Triticum aestivum L.) is grown worldwide and is one of the most important crops for human nutrition. Einkorn wheat (Triticum monococcum) is a diploid relative of bread wheat and both have the A genome in common. The timing of flowering is of major importance for plants to optimally adjust their life cycle to diverse environments. QTL mapping studies indicated that flowering time in cereals is a complex trait, which is controlled by three different pathways: vernalization, photoperiod and earliness per se. In wheat, high-resolution genome-wide association mapping is now possible, because of the availability of a high density molecular marker chip. The main goal of the proposed project is to investigate the regulation of flowering time in wheat using a genome-wide association mapping approach based on a novel high-density SNP array. In particular, the project aims to (1) investigate the phenotypic variation of flowering time of bread wheat and Einkorn wheat in response to environmental cues in multilocation field trials, (2) study the effects of Ppd alleles on flowering time in a candidate 3 gene approach, (3) determine the genetic architecture of flowering time in a high-density genome-wide association mapping, and (4) investigate the plasticity of the genetic architecture of flowering time in wheat by a comparison between bread wheat and Einkorn wheat.

Schwerpunktprogramm (SPP) 1530: Flowering time control: from natural variation to crop improvement, Genetische Ursachen des Schossens in Beta Arten und die Züchtung von Winterzuckerrüben

Zuckerrüben sind zweijährige Pflanzen, die nach einer längeren Phase niedriger Temperaturen mit dem Schossen beginnen. Damit sind sie für eine Aussaat vor dem Winter ungeeignet. Schossresistente Winterrüben haben theoretisch ein deutlich höheres Ertragspotenzial und könnten so zu einer interessanten Alternative für die Rübenproduktion werden. Neulich wurden von uns zwei wesentliche Schossregulatoren identifiziert (BTC1 und BvBBX19). Vermutlich regulieren beide gemeinsam die Expression der stromabwärts gelegenen Blühgene BvFT1 und BvFT2. In diesem Projekt werden diese Schossregulatoren in Zusammenarbeit mit Projektpartnern im SPP1530 sowohl in Zuckerrübe als auch in transgenen Arabidopsis-Pflanzen funktionell analysiert. Während BTC1-überexprimierende Zuckerrüben mit einer Transgen-Kopie nach Winter schossen, ist in transgenen Pflanzen mit größer als 1 Kopie die BTC1-Expression nahezu vollständig herunterreguliert, so dass diese auch nach Winter nicht schossen. Als Grund vermuten wir Cosuppression des nativen Gens durch die neu hinzugefügten Kopien. Diese Ergebnisse stellen eine gute Grundlage für die Züchtung von Winterzuckerrüben dar. Innerhalb dieses Projektes werden Hybriden erzeugt, die über zwei BTC1- Transgene verfügen und in denen durch Cosuppression die Expression aller BTC1-Kopien stark herunter reguliert wird. Im Folgenden werden diese Hybriden in der Klimakammer, im halboffenen Gazehaus sowie unter Feldbedingungen über Winter angebaut. Parallel dazu werden in einem zweiten Experiment doppelt rezessive btc1 und Bvbbx19 Zuckerrüben mit einer deutlich ausgeprägten Schossverzögerung nach Winter erzeugt. Da diese Pflanzen nicht transgen sind, können sie ohne weiteres von Züchtern genutzt werden. Darüber hinaus ziehen wir Zuckerrüben unter standardisierten Bedingungen in einer Klimakammer an, um aus den Sproßmeristemen RNA zu isolieren. Diese Arbeiten sind Grundlage für ein Phylotranskriptom-Experiment, welches von dem Partner Prof. I. Grosse im Rahmen des SPP 1530 koordiniert wird.

The multiple function of the breast cancer susceptibility gene 1 (BRCA1) in plants

Pre-Breeding und Entwicklung von Züchtungskriterien für Buschbohnen (Phaseolus vulgaris L.) zur Nutzung als Körnerdruschfrucht in Deutschland, Pre-Breeding und Entwicklung von Züchtungskriterien für Buschbohnen (Phaseolus vulgaris L.) zur Nutzung als Körnerdruschfrucht in Deutschland

Mit dem Projektvorhaben sollen durch Screening von genetischen Ressourcen, Linien und Sorten von Buschbohnen (Phaseolus vulgaris L. ssp. vulgaris var. nanus) die Anbauwürdigkeit in Deutschland getestet und daraus Züchtungskriterien für Buschbohnen als Trockenbohnen zur Körnerdruschernte entwickelt werden. Die Züchtungskriterien sollen in ersten Kreuzungen umgesetzt werden, die die Grundlage für die weitere Züchtung von Buschbohnen als Körnerdruschfrucht durch Akteure der ökologischen Pflanzenzüchtung legen. Damit werden eine weitere Art und neue Sorten für den heimischen Körnerleguminosenanbau unter veränderten Witterungsbedingungen erschlossen. Im Einzelnen werden dabei die folgenden Ziele verfolgt: - Erschließung und Untersuchung genetischer Ressourcen und vorhandener Sorten aus anderen Anbauregionen zur Etablierung neuer Arten für veränderte Witterungsbedingungen in Deutschland. - Entwicklung von Züchtungskriterien wie Kühletoleranz, Vegetationsdauer, Ertrag und phänotypische Merkmale zur Nutzung als Ackerdruschfrucht, wie determiniertes Wachstum, Standfestigkeit und Druschfähigkeit - Umsetzung der maßgeblichen Züchtungskriterien in neue Kreuzungen von Trockenbohnen, die auf die Witterungsbedingungen und die moderne Landwirtschaft in Deutschland angepasst sind. - Mit der Züchtung von Trockenbohnen wird die heimische Produktion von Körnerleguminosen gestärkt. - Die Diversität, der Anbauumfang und die Erträge von Körnerleguminosen werden gesteigert. Projektpartner sind der Kultursaat e.V., die Fachhochschule Erfurt mit der Professur Ökologischer Pflanzenbau und die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft - Institut für Agrarökologie und Biologischen Landbau mit Unterstützung durch das Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung.

Einsatz von Doppelhaploiden in Kreuzungen zwischen primären und sekundären Triticale

Aus Weizen (T. aestivum, T. durum) und Roggen synthetisierte primäre Triticale können zur Erweiterung der genetischen Basis eines Zuchtprogrammes mit sekundären Triticale genutzt werden. Jede Kreuzung zwischen Triticale kann zu cytologischen Störungen in den Nachkommen und somit zu stark verminderter Leistung führen. Solche Störungen sind besonders gravierend in Kreuzungen zwischen primären und sekundären Triticale sowie zwischen Eltern unterschiedlicher Ploidiestufen. Ziel der Untersuchung ist es der Frage nachzugehen, mit welcher Zuchtstrategie primäre Triticale für die Erweiterung der genetischen Basis genutzt werden können. Dazu werden die Zuchtstrategien Linienentwicklung nach der Einkornramschmethode (=Single Seed Descent) und der Einsatz von Doppelhaploiden (DH) miteinander verglichen. Aus reziproken Kreuzungen sekundärer Triticale untereinander sowie mit oktoploiden und hexaploiden primären Triticale wurden zum einen DH-Linien erstellt, zum anderen erfolgte die Weiterführung der spaltenden Generationen nach der SSD-Methode über fortgesetzte Selbstung. In mehrortigen Leistungsprüfungen sollen DHs und SSDs bezüglich ihrer Leistung verglichen werden.

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