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Impressum
Pre-Breed Yield - Zielgerichtete Züchtung zur Ertragssteigerung bei Raps, Teilprojekt Phänotypisierung von ausgewählten Genotypen auf Trockentoleranz in Klimakammer- und Rain-Out-Shelter-Feldversuchen
Projekt
Förderkennzeichen: JKI-RS-08-1135
Laufzeit: 01.09.2011
- 31.01.2015
Forschungszweck: Experimentelle Forschung
Ziel dieses Projektes ist es die in genetische Ressourcen des Raps vorhandene Diversität auf molekularer und phänotypischer Ebene zu erfassen und gezielt für eine Verbesserung der Ertragsleistung und der Ertragsstabilität nutzbar zu machen. Die Arbeiten am JKI beinhalten die Erfassung der Toleranz gegenüber Trockenstress, der vor dem Hintergrund des Klimawandels eine steigende Bedeutung zu kommt. Das Projekt leistet damit einen Beitrag zur Charakterisierung pflanzengenetischer Ressourcen und deren Nutzbarmachung sowie zur Anpassung unserer Kulturpflanzen an sich verändernde Klimabedingungen.
Ergebnisse
Im Rahmen des Projektes wurden am JKI Untersuchungen an ausgewählten Rapslinien auf agronomischer und physiologischer Ebene durchgeführt, in welchen trockenstressbedingte Veränderungen in der Ertragsleistung sowie in entsprechenden Ertragsstrukturparametern ebenso wie in physiologischen Merkmalen, wie der Akkumulation freier Aminosäuren, Osmolalität u. a. in 2-jährigen Rain-out-Shelter Versuchen sowie in vitro erfasst wurden. Im Klimakammerversuch wurden künstliche Trockenstressbedingungen an Blattscheiben und ganzen Blättern herbeigeführt und im Rain-out Shelter Versuch wurde Trockenstress ab dem Zeitpunkt der Blüte über die Kornfüllung hinaus appliziert. Ausgehend von der Leistung der untersuchten Genotypen im Jungpflanzenstadium wurden die physiologischen Merkmale, welche als Indikatoren der Trockenstresstoleranz gelten, mit der Ertragsleistung im Feldversuch korreliert. Diese Korrelationen dienten dazu, Merkmale zu identifizieren, welche eine Vorhersage von Ertragsmerkmalen unter Trockenstress zulassen, um mit diesen eine mehr als 1000 Linien umfassende Brassica napus NAM-DH Population zu testen. Basierend auf diesen Merkmalen werden Assoziationsstudien (Nested Association Mapping) zur Identifikation von QTLs für trockenstressrelevante Merkmale durchgeführt.
Ergebnisse der Klimakammerversuch zeigten für alle untersuchten Merkmale signifikante Effekte (P=0.001) für die Trockenstressbehandlung im Blattscheibentest. Innerhalb der Behandlungsvariante “Trockenstress” wurden genotypische Unterschiede identifiziert. Auch im zweijährigen Feldversuch (Rain-Out Shelter Anlage) wurden hochsignifikante Unterschiede mit P=0.001 zwischen den Behandlungsstufen und eine Differenzierung der Genotypen in der Trockenstressvariante nachgewiesen. Als ein Indikator für den applizierten Trockenstress wurde die Intensität der Trockenheit (drought intensity D nach FISHER & MAURER, 1978) berechnet. Über alle Genotypen berechnet zeigte dieser Wert Trockenstressintensitäten von 0.11 für das erste Feldversuchsjahr 2012 und eine Intensität von 0.49 für 2013. Auf Grundlage dieses Wertes (D) konnte eine Toleranzeinstufung mittels des berechneten DSI nach FISHER & MAURER, 1978 vorgenommen werden.
Anhand der Ergebnisse der analysierten physiologischen Merkmale im Klimakammerversuch konnten Korrelationen zu den Ertragsmerkmalen des Feldversuchs berechnet werden. Diese Korrelationen dienen als Basis zur Auswahl der bestgeeigneten physiologischen Merkmale, welche für die Einschätzung der Trockentoleranz ausgewählt werden. Die Osmotische Adaption, der Gehalt an gesamtlöslichen Zucker sowie die Membranstabilität mit Korrelationen nach SPEARMAN von 0.33, 0.30 und 0.24 zum Ertragsmerkmal Kornertrag und Korrelationen 0.31, 0.29 und 0.28 zum Tausendkorngewicht wurden ausgewählt. Diese Merkmale wurden an 1064 Genotypen der Bn-NAM-DH Population in 3 unabhängigen Wiederholungen getestet.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenbau
- Klimawandel
