Innovations- und Forschungsprojekt
IdeMoDeResBar - Identifikation, Modifikation und Nutzung von Resistenzen gegen bedeutende Pathogene der Gerste

Gesunder Feldbestand mit Ähren der Gerste; zur Sicherung der Ertragsstabilität und der Verbesserung der Kornqualität unter sich ändernden Umwelt- und Pathogenbefallsbedingungen.

Das mit Spannung erwartete Forschungsverbundprojekt „IdeMoDeResBar“ konnte im Dezember 2016 gestartet werden. Sein Akronym leitet sich aus dem englischen Projekttitel „Identification, modification and deployment of genetic factors controlling resistance to important pathogens in barley“ ab.
Das Verbundprojekt gehört zum gemeinsamen BMBF- und BMEL-Fördermodul "Plant Breeding Research for the Bioeconomy" und unterstützt die Vernetzung von Wissenschaft und angewandter Züchtungsforschung mit dem Fokus auf nachhaltige und wirtschaftliche Nahrungs- und Futtermittelproduktion unter aktuell vorgegebenen Produktionsbedingungen.

Ziele des Projektes

Kranke oder krank werdende Getreide sind ein Risikofaktor in der Lebens- und Futtermittelproduktion. Eine Krankheitsbekämpfung kostet sehr viel Arbeitszeit, belastet die Umwelt und verschlechtert dramatisch die Einkommensbilanz des Erzeugers. Gesundes Saatgut und krankheitsresistente Sorten werden von Verbraucher und Landwirtschaftsministerium gefordert. Das Verbundvorhaben kommt dieser Forderung nach, denn es ist auf die gezielte Verbesserung des Resistenzniveaus der Gerste in einem breiten Pathogenspektrum unter Nutzung vorhandener genetischer Ressourcen ausgelegt. Es dient der Sicherung der Ertragsstabilität und der Verbesserung der Kornqualität unter sich ändernden Umwelt- und Pathogenbefallsbedingungen.

Die Gerste wird im Feld je nach Umwelt- und Witterungsbedingungen gleichzeitig von verschiedenen Pathogenen bedroht. Im Projekt soll der Resistenzmechanismus aufgeklärt und die Resistenz gegenüber den folgenden Pilz- und Viruskrankheiten erhöht werden:

  • Zwergrost (Puccinia hordei)
  • Netzflecken (Pyrenophora teres)
  • Rhynchosporium-Blattfleckenkrankheit (Rhynchosporium commune)
  • Gelbmosaikvirosen (BaMMV/BaYMV)

Sämtliche Erreger sind in Deutschland und Europa von großer wirtschaftlicher Bedeutung.

Methoden und Ansatz

Anzucht einer Kartierungpopulation bei Gerste. Vorbereitung für einen Inokulationsversuch mit dem Pilz Rhynchosporim commune.Zoombild vorhanden
Das Ziel soll erreicht werden durch:
- Genom- und Transkriptomanalysen der Resistenzträger
- Kartierung, Identifizierung und Isolierung neuer Resistenzgene im Gerstengenom
- Synteniestudien, Haplotyp- und Abstammungsanalysen der Resistenzgene
- die Überprüfung der Resistenzwirkung über differenzierende Biotests
- die Verifizierung der Resistenzwirkung generell sowie die Generierung von Resistenzallelen speziell für Virusresistenz mittels Genomeditierung
- Markerentwicklung und darauf aufbauende markergestützte Züchtungsprogramme für die Anwendung und Umsetzung in der Praxis

Projektstruktur

Das Forschungsvorhaben ist von der physikalischen Kartierung und Feinkartierung bis hin zur wirtschaftlichen Umsetzung über markerbasierte Züchtungsstrategien in vier eng verzahnte Arbeitspakete (WP1 bis WP4) strukturiert.

Übersicht über die einzelnen Arbeitsschritte des Projektes

„IdeMoDeResBar“ wird zu einem besseren Verständnis der genetischen Basis diverser Resistenzmechanismen beitragen. Darauf aufbauende Züchtungsstrategien werden zu einer Erhöhung des Resistenzniveaus der Gerste und damit zu einer nachhaltigen, umweltgerechten, aber auch wirtschaftlichen Nahrungs- und Futtermittelproduktion im Bereich des Gerstenanbaus führen.

Summary
Befall mit dem Pilz Rhynchosporium bei Gerste mit deutlich sichtbaren Nekrosen auf dem Blatt
The major goal of IdeMoDeResBar (Identification, modification and deployment of genetic factors controlling resistance to important pathogens in barley) is the improvement of yield stability and grain quality in barley, which are threatened by various pathogens. The fungal pathogens Puccinia hordei, Pyrenophora teres and Rhynchosporium commune as well as the soil-borne barley viruses Barley Mild Mosaic Virus (BaMMV) and Barley Yellow Mosaic Virus (BaYMV) are of great economic importance in Germany and Europe.

The aim will be achieved by

  • the mapping, identification and isolation of novel resistance genes,
  • by the generation of various alleles at two known virus resistance genes using genome editing, as well as
  • by the deployment of these genes/alleles in breeding programs using modern marker technologies.

IdeMoDeResBar will contribute to a better understanding of the genetic basis underlying the resistance mechanisms thereby allowing the development of strategies to cope with these pathogens. The combination of innovative approaches will facilitate an enhanced isolation of resistance genes and the identification of allelic variation leading to a considerable improvement of the resistance level in barley contributing towards a sustainable, environment and consumer-friendly barley production.

Logo des Bundesministeriums für Bildung und Forschung

Projektinformation
Projektleitung: Dr. G. Schweizer, Dr. B. Büttner
Projektbearbeitung: S. Eibel, P. Greim
Laufzeit: 01.12.2016 – 31.10.2019
Finanzierung: Bundesministerium für Bildung und Forschung
Projektträger: PtJ, Forschungszentrum Jülich, Modul Plant Breeding Research for the Bioeconomy
Förderkennzeichen: 03160199D

Kooperationspartner

Projektpartner