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INNO GRAIN-MALT - Entwicklung trockentoleranter Gerste mit verbessertem Samenertrag und gesteigerter Brauqualität
Projekt
Förderkennzeichen: 0315960
Laufzeit: 01.01.2012
- 30.11.2015
Fördersumme: 1.769.841 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Nach dem deutschen Reinheitsgebot bilden Wasser, Hefe und Gerstenmalz die einzigen Ausgangsstoffe für die Bierproduktion. Die Gerstenmalzproduktion hängt von der Verwendung spezieller Sorten mit höchster Brauqualität ab. Brauqualität ist ein komplexes, polygen vererbtes Merkmal, dessen Ausprägung stark von Umweltfaktoren wie z.B. Trockenheit abhängt. Um den Kornertrag zu erhalten und die Brauqualität von Gerste, die unter Trockenheits-anfälligen Bedingungen wächst, zu verbessern, müssen wir (1) molekulare Mechanismen der Ertragsstabilität und Kornqualität bei Trockenstress während der Kornfüllung verstehen und (2) regulatorische Faktoren und strukturelle Gene, die die Brauqualität beeinflussen, identifizieren.
Unter Verwendung eines „genetical genomics“ Ansatzes, sollen Expressions (e)QTLs in einer F1 DH Population (segregierend für Brauqualität und zwei prinzipiellen Trockentoleranzmechanismen, staygreen und remobilisierend) identifiziert werden. Das soll zugrunde liegende genetische Faktoren lokalisieren und identifizieren sowie die Bestimmung vorteilhafter Allele erlauben, und eine Beschreibung regulatorischer Netzwerke ermöglichen, die dem Kornertrag und der Kornqualität unter sowohl Trockenstress- als auch normal bewässerten Bedingungen zugrunde liegen. Um sich mit dieser Frage zu befassen, wurde eine genetische Karte unter Verwendung des 9K Infinium Chips erstellt. Das erhaltene Wissen wird es ermöglichen, Kandidatengene für Brauqualität zu identifizieren und zu bestätigen sowie selektierbare Marker für die Entwicklung von trockentoleranten Genotypen mit erhöhter Ertragsstabilität und –qualität anzuwenden. SNP-Genotypisierung eines „Breeder’s Panel, das Sorten und die DH-Nachkommen aus ausgewählten Kreuzungen enthält, wird Markerinformationen bereitstellen, die sowohl für die QTL-Analyse als auch für die Gründung einer Kalibrier-Population notwendig sind. Die Population wird für die genomische Selektion verwendet. Die verfügbaren Daten werden einen der Effizienz der genomischen Selektion und der Marker-gestützte Selektion erlauben und somit wichtige Hinweise bezüglich der Züchtungsmethodik geben. Für ein „proof of concept“ wurden transgene Pflanzen erzeugt, die durch Veränderung des ABA-Gehaltes stay-green Effekte bei Trockenheit begünstigen. Diese Pflanzen werden detailliert analysiert um ihre Relevanz für bessere Kornqualität bei Trockenheit und ihren nachfolgenden Einfluss auf Mälzungsmerkmale zu beurteilen.
Zu erwartende Ergebnisse sind: (a) Informationen über Gennetzwerke, die die Entwicklung neuer Samenreifungs-verwandter molekularer Marke ermöglichen, welche die Ertragsstabilität und Qualität bei Trockenheit beeinflussen; (b) bestätigte Kandidatengene für Brauqualität, die cis-reguliert und somit zugänglich für die Marker-gestützte Selektion sind; (c) Information über die Effizienz der genomischen Selektion bezüglich Kornertrag und Brauqualität.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Pflanzenzüchtung
- Biotechnologie
- Klimawandel
