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GABI-BRAIN: Bioinformatik im Dienst der Pflanzenzüchtung - Teilprojekt 2

Projekt

Produktionsverfahren

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Produktionsverfahren


Förderkennzeichen: 0313126B
Laufzeit: 01.07.2004 - 31.12.2007
Fördersumme: 926.184 Euro
Forschungszweck: Grundlagenforschung

Ziel von GABI ist es, umfassende Informationen über Struktur und Funktion bedeutsamer Pflanzengenome zu erlangen und die Forschungsergebnisse in der Pflanzenzüchtung und nachgelagerten Bereichen zu nutzen. Die erfolgreiche Anwendung der verfügbaren Ressourcen und Forschungsergebnisse aus Nutz- und Modellpflanzen für Problemlösungen in der praktischen Pflanzenzchtung hängt entscheidend ab von: - einer effizienten Speicherung und Verwaltung der in Zuchtprogrammen rasch anwachsenden Fülle genomischer und phänotypischer Daten sowie deren integrierter Auswertung über Experimente, Jahre und Generationen; - innovativen genomischen Verfahren zur Detektion von Genen und QTLs sowie zur Charakterisierung der allelischen Variation in Zuchtmaterial unter Verwendung der in Zuchtprogrammen erfassten Daten; - neuen Selektionsstrategien, mit denen die rasch wachsende Zahl identifizierter und annotierter Gene in Zuchtprogrammen effizient zur Sortenzüchtung genutzt werden kann. Zur Bewältigung dieser Herausforderungen sollen in einem Brückenprojekt zwischen einschlägig ausgewiesenen Universitätsgruppen und 12 Züchterfirmen mit einem interdisziplinären Forschungsansatz folgende anwendungsrelevante Arbeitspakete (APs) unter Einbeziehung verfügbarer kommerzieller Lösungen bearbeitet werden: - AP1: Entwicklung eines kulturartenbergreifend einsetzbaren Datenbank-Systems zur Speicherung, Qualitätssicherung und integrierten Auswertung phänotypischer und genomischer Daten aus Zuchtprogrammen. Innerhalb des Projektes dient dieses auch zur effizienten Verwaltung der in AP2 und AP3 generierten bzw. benötigten Datensätze. Ebenso ist der Einsatz des Datenbank-Systems in anderen GABI Projekten geplant. - AP2: Entwicklung von Software zur praxisnahen Simulation einzelner Zchtungsschritte und ganzer Zuchtprogramme, die anschließend als Werkzeug verwendet wird für (a) das Auffinden optimaler Strategien für die Genotypen-Konstruktion bei einer Vielzahl von Zielgenen, (b) den Effizienzvergleich verschiedener Selektionsmethoden, sowie (c) die Erzeugung simulierter, praxisnaher Datensätze für AP3. - AP3: Entwicklung innovativer statistischer Methoden und Software zur QTL- und Assoziationskartierung in Zuchtmaterial. Evaluierung dieser neuen Ansätze mit experimentellen Datensätzen aus Zuchtprogrammen und anderen GABI-Projekten, sowie simulierten Daten aus AP2. Grundlage sämtlicher Forschungsarbeiten sind (a) umfangreiche, speziell für dieses Projekt erhobene phänotypische und genomische Daten aus Zuchtprogrammen bei Nutzpflanzen sowie (b) Informationen ber deren Struktur und Dimensionierung. Damit wird sichergestellt, dass die Methoden und Software praxisbezogen entwickelt und kulturartenbergreifend einsetzbar sind. Mit anderen GABI-Projekten ist eine enge Vernetzung geplant, für deren erfolgreiche Durchführung die hier entwickelten Methoden und Software unentbehrlich sind. Insgesamt verspricht GABI-BRAIN einen Durchbruch beim Transfer von Wissen, Technologien und Ressourcen aus vielen GABI-Projekten in die angewandte Pflanzenzüchtung. Neben der Schaffung eines international führenden Kompetenzzentrums für 'Züchtungsinformatik' kann damit die Nutzung von Genomdaten in der Züchtung entscheidend verbessert und mittelfristig die Konkurrenzkraft der beteiligten Firmen für den zunehmenden Wettbewerb auf dem internationalen Saatgutmarkt entscheidend gestärkt werden. Um die Prototyp-Software aus dem Projekt zu marktfähigen Produkten weiterzuentwickeln und nachhaltig nutzbar zu machen, ist die Gründung einer Firma vorgesehen.

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