Comprehension of belowground competition between plant species is a central part in understanding the complex interactions in intercropped agricultural systems, between crops and weeds as well as in natural ecosystems. So far, no simple and rapid method for species discrimination of roots in the soil exists. We will be developing a method for root discrimination of various species based on Fourier Transform Infrared (FTIR)-Attenuated Total Reflexion (ATR) Spectroscopy and expanding its application to the field. The absorbance patterns of FTIR-ATR spectra represent the chemical sample composition like an individual fingerprint. By means of multivariate methods, spectra will be grouped according to spectral and chemical similarity in order to achieve species discrimination. We will investigate pea and oat roots as well as maize and barnyard grass roots using various cultivars/proveniences grown in the greenhouse. Pea and oat are recommendable species for intercropping to achieve superior grain and protein yields in an environmentally sustainable manner. To evaluate the effects of intercropping on root distribution in the field, root segments will be measured directly at the soil profile wall using a mobile FTIR spectrometer. By extracting the main root compounds (lipids, proteins, carbohydrates) and recording their FTIR-ATR spectra as references, we will elucidate the chemical basis of species-specific differences.
Vergleich von Winterweizensorten aus konventioneller Landwirtschaft mit Sorten, die speziell fuer den biologischen Landbau gezuechtet wurden, in Feldversuchen unter den praktischen Bedingungen des biologischen Landbaus. Untersuchung von Ertragsentwicklung, Ertragsstruktur und anderen Parametern.
Im Gegensatz zu anderen landwirtschaftlichen Arten sind die im Weinbau verwendeten Sorten sehr alt, Riesling mindesten 500 Jahre, Spätburgunder mindestens 1000 Jahre. Reben werden vegetativ vermehrt und im Laufe der Zeit haben sich durch Mutationen bei traditionellen Sorten zahlreiche Spielarten entwickelt. Gelegentlich betreffen diese Veränderungen deutlich sichtbare Merkmale wie die Blattbehaarung oder die Beerenfarbe. So entstanden aus dem blauen Spätburgunder die Sorten Ruländer und Weißburgunder. Doch die meisten dieser genetischen Veränderungen bleiben unscheinbar, wie eine veränderte Beerengröße, Beerenstiellänge, Seitentriebbildung oder Säuregehalt der Früchte. Es sind jedoch gerade diese Veränderungen, die die Voraussetzungen für die Entwicklung neuer, den Belangen der Praxis besser angepasster Klone bildet. Diese erlauben des dem Winzer den für seine Produktionsziele besten Klon zu benutzen. So erfolgreich die deutsche Klonenselektion in den vergangenen 100 Jahren auch war, so gefährdet ist sie jedoch auch. Durch den Ersatz alter Weinberge, die noch nicht mit Klonen bepflanzt wurden, durch Klonen reine Bestände, verschwindet die genetische Vielfalt innerhalb alter traditioneller Sorten wie Riesling oder Burgunder. Damit reduziert sich gleichzeitig die Möglichkeit zur Entwicklung neuer Klone, die den Erfordernissen eines zunehmend kompetitiven globalen Marktes, gewachsen sind. Eine Erhaltung dieses Material ist daher dringend geboten. Zurzeit dürften weniger als 500ha der deutschen Rebfläche nicht mit Klonenmaterial bepflanzt sein. Viele dieser Weinberge stehen in sehr alten, schwer zugänglichen Steillagen an der Mosel und sind sowohl wegen ihres hohen Alters als auch ihrer geringen Wirtschaftlichkeit bedroht. Die Zahl nimmt durch Betriebsaufgaben und Flurbereinigungen ständig ab und damit auch die genetische Streubreite alter Sorten, wie Riesling. Zur Sicherung der genetischen Vielfalt innerhalb traditioneller deutscher Sorten sammelt das Fachgebiet in alten Rebanlagen phänotypisch interessant erscheinendes Material, testet es auf wirtschaftlich wichtige Viruserkrankungen und sichert gesundes Material in situ auf den Flächen des Fachgebiets bzw. denen von Partnerinstitutionen.
Im extensiven Streuobstbau werden im Regelfall keine Pflanzenschutzmittel eingesetzt, sodass die Bäume mehr oder weniger häufig von Schorf, Mehltau o.a. befallen werden. Neue, resistente Züchtungen, z.B. aus Dresden-Pillnitz, sind aber hauptsächlich für den Intensivanbau auf Spindelbüschen oder Niederstämmen gedacht. An verschiedenen Standorten testet dieser Langzeitversuch die Eignung der wichtigsten neuen Sorten für den extensiven Streuobstanbau auf Hochstämmen - auch im Vergleich mit jeweils altbewährten Apfelsorten. Am Standort Reichenbach können auch Obstertrag und -qualität sowie die Vitalität von Spindelbüschen und Hochstämmen unter gleichen Voraussetzungen verglichen werden.
Hintergrund: Gerade in Regionen, in denen der ländliche, eher durch extensive Bewirtschaftung geprägte traditionelle Hochstammobstbau nicht durch intensivere Verfahren im Obstbau verdrängt wurde wie am Bodensee, ist ein beachtliches Reservoir an seltenen und erhaltungswürdigen alten Sorten vorzufinden. Zielsetzung: Kartiert wird in den Landkreisen Ober-, Ost-, Unterallgäu und Lindau sowie den kreisfreien Städten Kempten, Memmingen und Kaufbeuren, also im gesamten bayerischen Allgäu. Bis 2013 werden die in den Obstgärten vorkommenden Kernobstsorten erfasst und Konzepte zur Sortenerhaltung erarbeitet. In diesem Zusammenhang finden im Fachzentrum Analytik der LWG Inhaltstoffanalysen ausgewählter Arten statt. An der Versuchsstation für Obstbau Schlachters wird ein Sortengarten aufgebaut.
Die Entwicklung von Sorten, die bei einer effizienteren Nutzung vorhandenen Stickstoffs hohe Ertragsstabilität und hohe Backqualität auch unter ungünstigen Umweltbedingungen garantieren, ist eine Herausforderung in Hinblick auf das erhöhte Risiko für das Auftreten von Hitzewellen und Trockenheit in ausgedehnten Gebieten Zentral- und Osteuropas. EFFICIENT WHEAT ist ein kollektives Forschungsprojekt der Österreichischen Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES), der TU München Lehrstuhl Pflanzenzüchtung (TUM), der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL), KWS Lochow GmbH, Lantmännen SW Seed GmbH, Saatzucht Streng-Engelen GmbH & Co. KG, Secobra Saatzucht GmbH, Saatzucht Donau GesmbH & Co.KG und Saatzucht Edelhof. Da die ungarische Agrarwirtschaft ganz besonders stark vom Problem Trockenheit betroffen ist, besteht außerdem eine Zusammenarbeit mit der Cereal Research Non-profit Company (CRC). Angestrebt wird die Beschleunigung des Züchtungsfortschritts bei Winterweizen durch eine Verbesserung des vorhandenen Zuchtmaterials hinsichtlich Stickstoffnutzungseffizienz (NUE) und Trockentoleranz ohne signifikante Ertrags- oder Qualitätseinbußen. Dabei werden im Einzelnen die Identifizierung von Sorten mit hohem Ertrags- und Qualitätspotential, welche Gene tragen, die mit einer höheren NUE unter Trockenstress assoziiert sind, die Etablierung von Screening-Techniken für N-assoziierte Merkmale zur großflächigen Anwendung im Zuchtgarten sowie die Entwicklung molekularer Marker für die markergestützte Selektion anvisiert. Drei verschiedene Arbeitspakete werden bearbeitet: 1. die phänotypische Charakterisierung von 30 europäischen Elitewinterweizengenotypen in Feldversuchen an 11 (klimatisch) unterschiedlichen Standorten in Deutschland, Österreich und Ungarn, 2. die Analyse indirekter und direkter Backqualitätsparameter sowie 3. Assoziationskartierung von QTL für eine verbesserte NUE unter Trockenstressbedingungen. Im Rahmen von EFFICIENT WHEAT soll geprüft werden, ob die vorhandenen europäischen Hochertragssorten wertvolle Allele für eine verbesserte Stickstoffnutzungseffizienz tragen, die unter Trockenstress wirksam werden. Das Kernsortiment von 30 Winterweizengenotypen, gezüchtet in Österreich, Deutschland, Ungarn, Frankreich und England, stellt das Elitezuchtmaterial unterschiedlicher klimatischer Regionen dar. Diese ausgewählten Sorten werden im Feld bei natürlicher Bewässerung und auf sandigen Böden mit zusätzlicher Bewässerung angebaut. Weiterhin werden Gewächshausversuche unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt. Als Grundlage für die angestrebte Marker-Merkmals-Assoziationskartierung werden morpho-physiologische Merkmale erfasst, die allelische Variation von N-assoziierten Kandidatengenen innerhalb der Winterweizensorten untersucht sowie stickstoffrelevante Parameter in Stroh, Korn und Boden ermittelt. usw.
In China, agriculture needs to be intensified by increasing the productivity per unit land. However, the possibility to improve yield by further increasing the amounts of input is very limited due to already very high input amounts of fertilizers and irrigation water in the present cropping system. Hence, the development and characterization of improved varieties, especially with regard to traits of utmost importance for sustainable resource use, such as nitrogen- (NUE) and water-use efficiency (WUE), is crucial for a sustainable agriculture in the North China Plain. The decision about the requirement of one common or two separate breeding programs for developing varieties adapted to low and high N fertilization strongly depends on an appropriate estimation of the correlation between yield at different fertilization levels. Therefore, maize and wheat varieties are evaluated in multiple locations in the North China Plain. Adopting novel breeding approaches based on doubled haploids (DH) can speed up the process of developing new varieties substantially and rapidly provides suitable cultivars for new cropping systems. Therefore, optimum breeding strategies for maize breeding are modeled and simulated to optimize alternative breeding schemes with respect to the optimum allocation of test resources using different optimization criteria. Modeling of production systems and material flows is a powerful tool to increase sustainable resource use by identifying cropping systems, which combine reduced inputs with high yields. However, an appropriate model requires knowledge about the genetics of crop growth and yield and its interaction with environmental factors. Therefore, maize and wheat populations developed by the Chinese partners in the first project phase are phenotyped in multi-location field trials and genotyped with molecular markers to map quantitative trait loci (QTL) for NUE.
The fire blight disease caused by the bacterium Erwinia amylovora, is currently the major constraint for apple production in several European countries including Germany and Switzerland. In recent years several infections occurred which have led to costs in the tens of millions Euros. The antibiotic Streptomycin (Plantomycin®), which is the only effective plant protective agent, can only be applied under particular restrictions. Planting of fire blight resistant cultivars seems to be the most promising solution, which is environmental and producer friendly. Unfortunately, the available fire blight resistant apple cultivars are non-competitive on the market, because of their inferior fruit quality. The improvement of established cultivars like 'Golden Delicious' or 'Gala' using classical breeding strategies is impossible because apple is self-incompatible and heterozygous. Each offspring of a sexual cross between such a cultivar and a resistant genotype will be genetically different to each of the parents. Linkage drag coming from the resistant led often to a decrease in fruit quality. Several crosses with cultivars of good quality are necessary to remove most of the unwanted traits and the result will be a completely new cultivar. Breeding of such a new apple cultivar is time consuming and in the end it is not clear, whether the new cultivar will be accepted by consumers and growers or not. Under these premises, the introduction of a specific gene into a particular cultivar which already has all qualities necessary, except the trait in question, is attractive. The recombinant DNA-technology offers the most promising strategy to solve the problem of fire blight by using Malus own genes without the need to change the popular cultivars. The development of cisgenic plants seems to be a realistic and successful strategy. Cisgenic plants contain only genes, which originates from crossable species and not from outside of the primary genepool. They are therefore comparable to classical bred plants and expected to be acceptable by consumers and growers. The methodology to produce such a durable resistant cisgenic apple cultivar has already been established, but an apple fire blight resistance gene (or linked gene set) is still needed. Recently a strong Fieblight resistance has been identified on chromosome 3 of the apple hybrid Malus x robusta 5. This project focuses on the isolation of the gene(s) inducing the resistance of M. x robusta 5 and its cloning into the susceptible cultivar Gala. Furthermore the interaction of this (or these) genes products with gene products of the pathogen will be studied so to understand the interaction mechanisms and therefore evaluate the durability of the resistance.
The impacts of global climate change will also affect the winter wheat production in Central Europe. Cultivars with improved yield stability and high quality when exposed to abiotic stresses like drought and heat are necessary to continue the leading position of the European Union at the global wheat market. In general breeding towards improved yield stability has been hindered by its quantitative genetic basis and the complexity of abiotic stress tolerance mechanisms and up till now was focused in permanent dryland conditions using spring wheat cultivars. The strategy proposed for the current study is to exploit high yielding European breeding material for drought/heat tolerance with no or limited negative genetic linkage to yield components. For the characterization of morpho-physiological attributes visual screening, spectral reflectance as well as in plant biochemical measurements will be performed together with molecular genetic analyses of important genomic regions and candidate genes. This project will result in the identification of valuable screening tools and molecular markers that will help the breeders to speed up the development of new cultivars with improved yield stability and high quality under environmental stress. The SME dominated plant breeding and seed branch in Germany, Austria and Hungary will be the beneficiaries of WHEAT STRESS. Project results will contribute to maintain their competitiveness by new breeding techniques and tools, and identification of quality parameters. One third of the transnational SME-User Committee is directly involved in project activities (field trials and data collection) and interacts closely with the scientists. This guarantees that project results will gain direct and broad access into the practical work of the breeders. Furthermore WHEAT STRESS affects societal needs: security of food/feed, preservation of water resources, and stability of rural environments and agricultural employment.
Cassava is a crop used by subsistence farmers in tropical and subtropical regions. It is extensively cultivated in certain regions of India and also in other Asian and African countries, and its cultivation is expected to further increase due to climate changes and increased water shortage, since cassava is drought-adaptive. Viruses, especially the begomoviruses Indian cassava mosaic-, Sri Lankan cassava mosaic- and African Cassava mosaic viruses (ICMV,SLCNV,ACMV here commonly I/SL/ACMV) cause dramatic losses in cassava cultivation. The plant recognizes viral RNA in the form of double-strand (ds)RNA, a by-product of virus replication. Long dsRNA is chopped by dicer enzymes into small interfering (si)RNAs, 21 to 24 base pair duplexes, consisting of a guide and a passenger-strand. The guide-strand forms together with the Slicer protein AGO a 'RISC'-complex which recognizes and cleaves cognate, i.e. in our case viral RNA. A remarkable feature of RNA interference (RNAi) is that, once started, it initiates a positive feedback loop, whereby the sliced RNA fragments are converted to more dsRNA by host RNA-dependent RNA polymerase, which give rise to more siRNAs. Furthermore, siRNAs or other components of the silencing pathway invade the plant systemically and protect from virus proliferation. Our antiviral strategy is to shift this equilibrium in favour of the plant by providing dsRNA cognate to the virus sequences. As a result, more siRNAs are produced, more virus RNA is destroyed and more systemic silencing signal reaches the growing tissue. Finally plants recover fast from initial infection or even become immune to incoming virus. Our project involves isolation, sequencing and cloning of the I/SL/ACV virus populations and their satellites occurring in the states of Andhra Pradesh, Maharashtra, Kerala, and Tamil Nadu. From these sequences a series of constructs will be derived that express hairpins, i.e. dsRNA with a loop between the RNA arms. We will construct variants that target all these viruses, including those that mimic natural micro (mi)RNAs or transacting (ta)siRNAs down-regulating host genes, and those provided with constitutive or virus-inducible promoters. We will optimize these constructs in transient assays to select those most efficient in initiating siRNA production. Selected constructs will then be cloned in Agrobacterium Ti-plasmid vectors and used for transformation of host plants. Although virus-resistant cassava is our goal, preliminary tests of the constructs could also be performed with the easily transformable Nicotiana benthamiana in one of our labs, as has been done by the applicants for African cassava mosaic begomovirus or with a more easily transformable model cassava cultivar with the help of Dr. Peng Zhang, Chinese academy of Science, Shanghai, thus extending a former collaboration of the Basel group with him.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 29 |
| Land | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 29 |
| Text | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 1 |
| offen | 29 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 18 |
| Englisch | 16 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 26 |
| Lebewesen und Lebensräume | 30 |
| Luft | 16 |
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