Forschungs- und Innovationsprojekt
LegumeGeneration - Innovative Züchtung von Leguminosen in Europa
Das Legume Generation-Konsortium hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Leguminosenzucht in Europa zu verbessern, indem es die Zusammenarbeit zwischen unternehmerisch denkenden Züchtern und einer erfinderischen Forschungsgemeinschaft fördert. Unser Ansatz umfasst sechs von Züchtern geführte Innovationsgemeinschaften, die sich jeweils auf eine bestimmte Kulturart konzentrieren: Sojabohnen, Lupinen, Erbsen, Linsen, Phaseolusbohnen sowie Weiß- und Rotklee. Diese Gemeinschaften treiben Innovationen voran, indem sie praktische Züchtung mit Spitzenforschung in einem transdisziplinären Rahmen verbinden.
Das Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der LfL ist Mitglied der Klee Innovationsgemeinschaft Clover IC (=innovation community) bzw. AP 6. Die Teilnahme bindet die Arbeit der LfL in diesem Bereich in einen EU-weiten Kontext ein macht hierbei EU-weite Synergien für Bayern nutzbar und macht gleichzeitig die Anstrengungen Bayerns EU-weit sichtbar. Die LfL kann im Rahmen des Projektes damit einen Beitrag vor allem zur Ertragsstabilität im üblichen Anbau aber auch zur Stabilisierung und Verbesserung der Samenerträge und damit der Versorgungssicherheit dieser Arten leisten.
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Zielsetzung des Gesamtprojektes
Ziel ist es, die Züchtung der wichtigsten Lebens- und Futtermittel-Leguminosen in Europa in einem ganzheitlichen Ansatz voranzutreiben, um die EU-Strategien für biologische Vielfalt und "Farm to Fork" zu unterstützen, indem die Wettbewerbsfähigkeit von Leguminosen in europäischen landwirtschaftlichen Betrieben und in den Wertschöpfungsketten erhöht wird. Wird dies erreicht, ist dies ein Beitrag zur Erhöhung der Artenvielfalt wie auch zur stärkeren Inwertsetzung der bekannten Vorteile von Leguminosen. Durch sechs Innovationsgemeinschaften (ICs) wird im Projekt die Züchtung von Sojabohnen, Lupinen, Erbsen, Linsen, [/Phaseolus[/i]-Bohnen und Kleearten gefördert. Legume Generation ist eine Innovationsmaßnahme. Bei der Innovation geht es darum Risiken einzugehen, um das übliche Vorgehen zu verbessern. Das Projekt ist so strukturiert und ausgerichtet, dass es die Züchtungspartner als risikofreudige Innovatoren direkt unterstützt. Ein zentraler Grundsatz ist, dass die Pflanzenzüchtung eine artspezifische unternehmerische Tätigkeit ist.
Sie zu fördern, ist eine artspezifische Aufgabe. Folglich verbinden unsere sechs artspezifischen, von Züchtern geleiteten Innovationsgemeinschaften (ICs) die praktische Züchtung mit einer unterstützenden Forschungsbasis im Format einer transdisziplinären Plattform. Dieser operative Rahmen ermöglicht es jeder der sechs ICs (Arbeitspakte = Work Package AP 1-6), die relevante wissenschaftliche Basis zu nutzen, die durch sechs bereichsübergreifende wissenschaftliche Unterstützungsziele (AP 7-12) bereitgestellt wird. Auf diese Weise wird der Innovationsschwerpunkt auf einzelne Arten/Artengruppen in jedem IC mit Kohärenz und Synergien im gesamten Projekt kombiniert. Alle sechs ICs führen Innovationen bis zu dem Punkt durch, an dem neu gezüchtetes genetisches Material und Werkzeuge auf der Technologiestufe 7 (TRL7) im Betrieb demonstriert werden. Auf diese Weise ist das Innovationsstreben innerhalb der ICs eine Kraft, die von mehreren Akteuren ausgeht und aktuelle wissenschaftliche Ergebnisse zur Verbesserung der Züchtungsprogramme einsetzt. Diese Arbeit ist greifbar und geht über die bloße Vernetzung und den Austausch von Ressourcen hinaus.
Rahmen des Projekts LegumeGeneration und die transdisziplinäre Plattform
Die arten- und themenübergreifende Zusammenarbeit im Projekt EU LegumeGeneration.
Das Projekt wird von Innovationsgemeinschaften (AP 1 - 6) geleitet, die sich jeweils auf die Züchtung einer einzelnen Art oder eines Arttyps konzentrieren. Jede wird von fünf Arbeitspaketen unterstützt, die ein Wissenszentrum für die Züchtung (AP 7), gemeinsame Instrumente und Ansätze für die genetische Verbesserung (AP 8), gemeinsame Phänotypisierung: Screening, Demonstration und Prüfung von Kultivaren (AP 9), Ausbildung (AP 10) und Untersuchungen zu Governance- und Finanzierungsmodellen (AP 11) umfassen. Beispiele für Ergebnisse sind in den Überschneidungen zwischen den Innovationsgemeinschaften und den unterstützenden forschungsbasierten APs zu finden. Dieses interaktive operative Netzwerk wird durch ein Arbeitspaket für Verbreitung, Kommunikation und Zusammenarbeit (AP 12) unterstützt. Diese 12 Arbeitspakete, die hier dargestellt sind, entsprechen den 12 Projektzielen.
| Partner | Abkürzung | Land | AP 1 | AP 2 | AP 3 | AP 4 | AP 5 | AP 6 | |
| Sojabohne | Lupine | Erbsen | Linsen | Phaseolus-Bohnen | Rot- und Weißklee | ||||
| 1 | Die irische Behörde für die Entwicklung von Ernährung und Landwirtschaft (Teagasc) | TEAG | IE | x | x | x | x | x | |
| 2 | Donal Murphy Bokern | DMB | DE | ||||||
| 4 | Universität für Bodenkultur Wien | BOKU | AT | x | x | ||||
| 5 | Universita Politecnica Delle Marche | UPM | IT | x | x | x | |||
| 6 | Donau Soja | DS | AT | x | |||||
| 7 | Kilpatrick Innovation Ltd. | KIL | IE | ||||||
| 8 | Universität Radboud | RU | NL | x | x | x | x | ||
| 9 | KWS Lochow GmbH | KWS | DE | x | x | x | |||
| 10 | Internationale Griechische Universität | IHU | GR | x | x | ||||
| 11 | Saatzucht Gleisdorf GmbH | SZG | AT | x | x | ||||
| 12 | Germinal Holding Ltd. | GER | UK | x | |||||
| 13 | Universität Hohenheim | UHOH | DE | x | |||||
| 14 | Bayerische Landesanstalt für Landwirtschft | LFL | DE | x | |||||
| 15 | Leibnitz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung | IPK | DE | x | x | x | |||
| 16 | John-Innes-Zentrum | JIC | UK | x | |||||
| 17 | Universität Aberystwyth | ABU | UK | x | x | ||||
| 18 | Danko Hodowla Roslin Sp. | DANK | PL | x | x | ||||
| 19 | Earlham-Institut | EI | UK | x | |||||
| 20 | Universität Aarhus | AU | DK | x | |||||
| 21 | Landwirtschaftsministerium der Vereinigten Staaten | USDA | US | x | |||||
| 22 | RAGT-Saatgut | RAGT | FR | x | x | ||||
| 23 | WBF Agroscope | AGS | CH | x | |||||
| 24 | Lidea | LIDE | FR | x | x | ||||
| 25 | Keyserlingk Institut | SCHLÜSSEL | DE | x | |||||
| 26 | Palacky Universität Olomouc | UPO | CZ | x | |||||
| 27 | Serida - regionaler Dienst für Forschung und Entwicklung im Agrarlebensmittelbereich | SER | ES | x | x | ||||
| 28 | Universität der Basilikata | UB | IT | x | x | ||||
| 29 | ESKUSA GmbH | ESKU | DE | x | x | ||||
| 30 | Institut für Pflanzengenetik, Polnische Akademie der Wissenschaften | IPG | PL | x | |||||
| 31 | IP Pragmatics GmbH | IPP | UK | ||||||
| 32 | AgResearch | AGR | NZ | x | |||||
| 33 | Euroseeds | EURS | BE | ||||||
| 34 | Agrobioinstitute | ABI | BG | x | x |
Klee Innovationsgemeinschaft (Clover IC – innovation community) - AP 6
Zoombild vorhanden
Foto: Andrea Wosnitza
Förderung der Züchtung von Klee (Weiß- und Rotklee Trifolium repens L. und T. pratense L.) für Futterzwecke. Hierbei liegt der Fokus auf der Beschaffung neuer Variationen für die Umweltresistenz von Weißklee durch genomweite Assoziationsstudien an ausgewählten Akzessionen europäischer Saatgutbanksammlungen und der Verbesserung des Biomasse- und Samenertrages von Weiß- und Rotklee unter Verwendung von Selbstinkompatibilitätsallelen.
Projektziele der Clover IC
Eine Verbesserung des Samenertrages senkt die Kosten der Vermehrung und in Folge die Saatgutkosten und verbessert so die Saatgutverfügbarkeit wie auch den Einsatz in der Praxis. Dies hat somit unmittelbaren Einfluss auf den Saatgutmarkt wie auch die praktische Landwirtschaft in ihrer Fruchtfolgegestaltung. Wir werden zwei Methoden prüfen, die das Potenzial haben, den Samenertrag bei Rotklee zu verbessern.
Ausgangssitutation
Rotklee (Trifolium pratense) und Weißklee (T. repens) sind besonders wichtig für die nachhaltige Entwicklung der grünlandbasierten Landwirtschaft, für Ackerfutter (vor allem Rotklee) und für die Stickstofffixierung in Kleegrasmischungen. Trotz dieser wichtigen Rolle sind die genetischen Fortschritte bei Schlüsselmerkmalen wie Futter-/Saatgutertrag und Ausdauer hinter denen der Futtergräser, mit denen sie angebaut werden, zurückgeblieben. Projektziel ist, einen Beitrag zur Verbesserung der wichtigsten agronomischen Eigenschaften beider Arten mit Hilfe molekularer Techniken zu leisten, die auf andere Futterarten, insbesondere Luzerne (Medicago sativa), übertragbar sein sollen.
Entwicklungsbedarf
- Verbesserung der Stabilität und Höhe des Samenertrages bei kleinkörnigen Leguminosen insbesondere tetraploiden Rotklee
- Verbesserung der Resistenz bzw. Toleranz gegenüber wichtigen Erregern, wie z. B. Anthracnose und Kleekrebs
- Verbesserung der Konkurrenzfähigkeit von Rot- und Weißklee und Gemengen mit Gräsern
- Boranwendungen, die bei ABI (BG) und Germinal/IBERS (UK) eingesetzt werden, werden eingesetzt, um ihre Wirkung auf das Pollenschlauchwachstum und die anschließende Samenproduktion und -lebensfähigkeit zu bestimmen.
- Bereits charakterisierte S-Allele (Riday und Krohn, 2010) und die anschließend entwickelten Marker werden genutzt, um sowohl den Samenertrag als auch das Hybridsamen innerhalb der Population zu verbessern. Diese Arbeiten werden bei USDA (USA) und IBERS stattfinden.
Weißklee - Schwerpunkt Bereich Prebreeding
Zoombild vorhanden
Foto: Andrea Wosnitza
200 Akzessionen von Wildpopulationen und Elite-Sorten werden untersucht. Von den fünf Versuchsanlagen wurden drei in UK angelegt (Ger/IBERS) und zwei in Deutschland (LfL, Pulling und Triesdorf). Jede Population wurde am Einzelstandort mit einer Wiederholung in Form von 2 x 1,2 m großen Parzellen angelegt. Der Prüfzeitraum umfasst das Ansaatjahr sowie zwei Hauptnutzungsjahre.
Lage der Feldversuche und Demonstrationen für die sechs Arten und Artengruppen
Andijk, NL; Aberystwyth, UK; Ancona, IT; Bayern, DE; Bergen, DE; Carlow, IE; Freising, DE; Gatersleben, DE; Gleisdorf, AT; Koscian, PL; Kostinbrod, BG; Louville La Chesnard, FR; Mondonville, FR; Montboucher sur Jabron, FR; München, DE; Niederhummel, DE; Nijmegen, NL; Norwich, UK; Nyon, CH; Parkstetten, DE; Potenza, IT; Poznan, PL; Regensburg, DE; Rivieres, FR; Rostock, DE; Salem, DE; Sofia, BG; Szelejewo, PL; Thessaloniki, GR; Toulouse, FR; Troyes, FR; Tulln, AT; Villaviciosa, ES; Westukraine, UA; Willstaett, DE; Wohlde, DE (Quelle „Legume Generation“)
Rotklee – Stabilisierung/Steigerung der Saatgutausbeute
Für die Versuche zur Saatgutausbeute von Rotklee werden drei Wiederholungen von 10 Genotypen für fünf Behandlungen in 2 x 1,2 m großen Parzellen für zwei Nutzungsjahre ausgesät. Diese werden an fünf Standorten in Großbritannien, Deutschland und Bulgarien ausgesät. Ziel ist, Akzessionen und Genotypen zu identifizieren die wertvolle Eigenschaften aufweisen könnten, wie z. B. Persistenz und Krankheitstoleranz, die in modernen Sorten nicht vorhanden sind und die die Eignung von Weißklee für eine größere Zahl an Umwelten erhöhen soll. Hierzu werden Ertrags- und Qualitätsdaten erhoben.
Die am Earlham Institute (UK) durchgeführte Gesamtgenomsequenzierung wird an Populationen von 100 Genotypen jeder geprüften Population durchgeführt.
Es wird ein GWAS-Ansatz verwendet, um die Mechanismen zu verstehen, die zu Ertrag und Persistenz beitragen.
Es wird ein GWAS-Ansatz verwendet, um die Mechanismen zu verstehen, die zu Ertrag und Persistenz beitragen.
Im Rahmen des Programms soll auch ein Beitrag zur Aufklärung der S-Allele in Weißklee geleistet werden. Diese Arbeit wird bei AgResearch (Neuseeland) und der Universität Aarhus (Dänemark) durchgeführt. Ziel ist es bis zum Ende des Programms Marker zu finden, die mit allelischen Varianten des S-Locus verknüpft sind, und dass diese im Projekt an verschiedenen Weißklee-Populationen getestet werden können.
Ergebnisse
Erste Ergenisse werden im Jahr 2027 erwartet.
Projektinformation
Projektleitung: Dr. Stephan Hartmann
Projektlaufzeit: 01.09.2023 - 29.02.2028
Projektträger: European Research Executive Agency
Förderkennzeichen: 101081329