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Blütezeitpunktkontrolle: von natürlicher Schwankung zur Verbesserung von Kulturpflanzen - Phase 1
Verbundprojekt
Förderkennzeichen:
SPP 1530
Laufzeit:
31.12.2010
- 01.12.2014
Koordinierende Einrichtung:
Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung
Ein wesentlicher Abschnitt in der Entwicklung einer höheren Pflanze ist das Umschalten von der vegetativen zur generativen Phase. Während der Evolution haben die Pflanzen den Blühzeitpunkt an die jeweiligen Umweltbedingungen angepasst. In der Landwirtschaft ist die Blüte einer Kulturpflanze grundlegende Voraussetzung für den Anbau, wenn die Ernte aus Samen oder Früchten besteht. Dahingegen gilt es, die Blüte zu vermeiden, wenn vegetative Pflanzenteile geerntet werden. Ein nicht angepasster Blühzeitpunkt führt in der Regel zu deutlichen Ertragseinbußen.
Die Regulation des Blühzeitpunktes ist daher von immenser Bedeutung für die züchterische Optimierung von Kulturpflanzen. Pflanzenzüchter stehen diesbezüglich vor einer Vielzahl neuer Herausforderungen (Klimawandel, höhere Ertragserwartungen, steigende Nachfrage nach vegetativer Biomasse für Bioenergie). Diese bedürfen neuer Herangehensweisen, um die phänologische Entwicklung zu steuern und neue genetische Variation zu erzeugen, die über die bisher verfügbare hinausgeht.
So können Änderungen der Expression in einzelnen Blühregulatoren ausreichen, um den Blühzeitpunkt drastisch zu verändern. Die Nutzung der molekularen Grundlagen der Blühzeitpunktkontrolle eröffnet neue Perspektiven für die wissensbasierte Pflanzenzüchtung. Aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse zeigen pleiotrope Effekte von Blühregulatoren, u.a. auch im Hinblick auf Ertragsparameter. Dieses sich entwickelnde Forschungsfeld eröffnet eine Vielzahl von Möglichkeiten, um grundlegende Erkenntnisse über das Ertragspotenzial von Kulturpflanzen zu gewinnen.
Ziel des Schwerpunktprogramms ist der Aufbau eines funktionellen, artübergreifenden Netzwerkes von Blühregulatoren, um Entwicklungs- und Ertragsmerkmale in Abhängigkeit von der Umwelt zu modellieren. Phylogenetische Studien lassen Rückschlüsse auf funktionelle Interaktionen von Blühregulatoren in verwandten Arten zu. Eine vergleichende Analyse der Blühregulation in eng sowie entfernt verwandten Arten soll verschiedene evolutionäre Wege und darüber hinaus die Verzweigungen zur Diversifizierung im Hinblick auf die Blühregulation aufzeigen.
Die Projekte im Schwerpunktprogramm sind methodisch auf genomische Ansätze ausgerichtet, um ein umfassendes Verständnis der Blühregulation auch in Kulturpflanzen zu erhalten. Ein weiterer Forschungsansatz liegt auf nicht genetisch bedingten Prozessen, durch die Blühregulatoren reguliert werden.
Verbundbereiche
AP 1: Genexpressions-Netzwerke und Signalwege
AP 2: Steuerung des Blütezeitpunkts bei Stauden
Forschungsprojekte
AP 3: Integration von endogenen und Umweltfaktoren
Forschungsprojekte
AP 4: Pleiotrope Effekte von FTi-Genen und Auswirkungen auf die Anpassung und Artbildung
Forschungsprojekte
AP 5: Genetische Variation für FTi-Gene und Anwendung zur Verbesserung der Pflanzen
Forschungsprojekte
- Genomische Dissektion zur Blühstimmung bei Brassica napus zur Verbesserung von Kulturpflanzen durch Lebenszyklusanpassung und Hybridertragssteigerung
- Blütezeit, Entwicklung und Ertrag bei Raps (Brassica napus): Sequenzdiversität in regulatorischen Genen
- Analyse der genetischen Variation der Blütezeit-Gene und ihrer Steuernetz in Weinreben
Z: Koordination
Leitende Einrichtung:
Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung