Innovations- und Forschungsprojekt
Züchtung für den integrierten Pflanzenschutz – Förderung der Nachhaltigkeit durch innovative Sorten
IPMorama - Integrating breeding for IPM into the deployment landscape for wheat, potatoes and grain legumes
Im September 2024 fiel der Startschuss für IPMorama, ein vierjähriges Horizon Europe-Projekt im Wert von 5 Millionen Euro, das 17 Partner aus zehn europäischen Ländern mit dem gemeinsamen Ziel zusammenbringt, den Stand der Technik im sortenbezogenen integrierten Pflanzenschutz (IPM) für wichtige Krankheiten bei Weizen (Rostpilze, P. striiformis, P. triticina, P. graminis tritici), Kartoffeln (Kraut- und Knollenfäule) und den Körnerleguminosen Sojabohne (Diaporthe/Phomopsis-Komplex DPC-Pilze, D. phaseolorum, P. longicolla), Erbse (Broomrape, Orobanche crenata) und Weiße Lupine (Anthraknose, Colletotrichum lupini) zu verbessern.
IPMorama will die Infrastruktur für ein umfangreiches „Praxis-Ökosystem“ entwickeln, das eine effizientere Entwicklung von IPM-zentrierten Sorten ermöglicht, und gleichzeitig Instrumente und Ressourcen entwickeln, um diese im Rahmen des sortenzentrierten IPM effizient zu nutzen. Die Kerninnovation von IPMorama besteht darin, das Wissen über die Wirtsresistenz in Wechselwirkung mit der Pathogenvirulenz über Raum und Zeit zu integrieren.
Warum ist IPMorama wichtig?
Das IPMorama-Projekt ist von entscheidender Bedeutung für die Förderung des integrierten Pflanzenschutzes bei wichtigen Kulturpflanzen wie Weizen, Kartoffeln und Hülsenfrüchten, indem es Instrumente für eine schnellere Züchtung von krankheits- und schädlingsresistenten Sorten entwickelt und gleichzeitig Methoden für die IPM-Praxis entwickelt, indem sie das Wissen über die Wirtsresistenz mit der Virulenz von Krankheitserregern verbindet. Dieser innovative Ansatz wird dazu beitragen, die Abhängigkeit von Pestiziden zu verringern und so die landwirtschaftliche Produktivität zu sichern und gleichzeitig die ehrgeizigen Nachhaltigkeitsziele der EU-Bürger erfüllt. IPMorama zielt darauf ab, eine "Community of Practice“ zu schaffen, die die gesamte Wertschöpfungskette der Pflanzenproduktion einbezieht - von den Züchtern über die Landwirte bis hin zu den Verbrauchern und der Gesellschaft im Allgemeinen. Um dies zu erreichen, wird das Projekt nicht nur fortschrittliche Technologien für Züchtung und IPM entwickeln, sondern auch soziales Engagement anstreben, um eine wirksame politische Entscheidungsfindung und die Zusammenarbeit der Interessengruppen zu gewährleisten und letztlich zu einer gesünderen Boden- und Wasserqualität und einer nachhaltigen Landwirtschaft beitragen.
Projektziele
Der Koordinator Dr. Dan Milbourne von der Abteilung für Nutzpflanzenwissenschaften der Teagasc (Irland) formulierte das Ziel wie folgt: Die Kernidee des IPMorama-Projekts besteht darin, ein ganzes „Praxis-Ökosystem“ für den integrierten Pflanzenschutz mit resistenten Sorten zu entwickeln. Das Ziel ist es, einen Rahmen mit realen Vorteilen für die Beteiligten entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu schaffen. Die Züchter werden davon profitieren, indem sie ihre Sorten auf der Grundlage von Erkenntnissen über potenzielle neue Krankheitsbedrohungen besser ausrichten können, die Landwirte werden von einer sichereren Produktion profitieren, die Verbraucher werden von nachhaltigeren Lebensmitteln profitieren und die politischen Entscheidungsträger werden einen faktengestützten Rahmen für die künftige Politik im Bereich der nachhaltigen Landwirtschaft erhalten.
Durch folgende Komponenten sollen diese Ziele erreicht werden:
- Entwicklung von IPM zentrierten Sorten
- Verbesserte Pflanzensorten mit integrierter Resistenz gegen Schädlinge und Krankheitserreger, insbesondere für Weizen (Rostpilze), Kartoffeln (Kraut- und Knollenfäule) und Leguminosen wie Sojabohnen, Erbsen und Weiße Lupine (Besenreiser und Anthraknose).
- Genetische Erkenntnisse für Züchter
- Ein besseres Verständnis der genetischen Zusammensetzung der Resistenz gegen Schädlinge und Krankheitserreger in wichtigen Kulturpflanzen, was den Züchtern bei der gezielten Entwicklung und Zusammenstellung wirksamer Resistenzmerkmale helfen wird.
- Kartierung von Krankheitserregern auf Landschaftsebene
- Detaillierte Karten der Pathogenvirulenz, die präzise und standortspezifische IPM-Strategien ermöglichen, welche die relevanten Resistenzeigenschaften der Pflanzensorten nutzen.
- Innovative IPM-Werkzeuge
- Entwicklung praktischer Instrumente wie Crowdsourcing-Apps und Anfälligkeitskarten, die Landwirte und Interessengruppen zur Überwachung und zum Management von Schädlingsrisiken in verschiedenen Regionen und Zeiträumen. Sie stellen die Basis zur Auswahl der resistenten Sorten für die Landwirtschaft nutzen dar.
- Einbindung von Interessenvertretern
- Eine robuste Wissensinfrastruktur für Akteure entlang der landwirtschaftlichen Wertschöpfungskette, die die kompetente Nutzung und Ausweitung von sortenzentrierten IPM-Lösungen fördert.
Beteiligung der LfL bei Leguminosen und Weizen
Die LfL arbeitet im Teilbereich Körnerleguminosen gemeinsam mit den Projektpartnern aus Italien (CREA), der Schweiz (FiBL) und Spanien (CSIC). Im Teilbereich Weizen forscht die LfL in Zusammenarbeit mit INRAe (Frankreich). Ein Schwerpunkt der Forschungsarbeit befasst sich mit der Analyse von Zucht- und Genbankmaterial sowie dem Aufbau von verbessertem Zuchtmaterial durch die Integration von Markerressourcen und molekularen Züchtungsinstrumenten. Die Entwicklung neuartiger Phänotypisierungstests und die Charakterisierung der Pathogenlandschaft bei Körnerleguminosen dienen dem besseren Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Genotyp und Pathogen (oder Schädling) und ermöglichen den Aufbau eines Pathogen-Screening-Dienstes für Züchter und Wissenschaftler im Rahmen von IPMorama und darüber hinaus.
Weitere Aufgaben sind:
- Generierung und Validierung von "züchterisch einsetzbaren" Markern. MAS, GWAS und genomische Selektion für Resistenzloci bei Leguminosen (Soja, Lupine, Erbse)
- Identifizierung und Entwicklung von Kreuzungsnachkommen mit pyramidisierten Resistenzloci zur Verbesserung der Breite und Dauerhaftigkeit von Resistenzphänotypen
- Identifizierung und Charakterisierung von neuen Zuchtlinien für neu auftretende Krankheitserreger und Schädlinge
- Initiierung von Tests außerhalb der Saison auf die Virulenz neu aufgetretener Krankheitserreger/Schädlinge bei Leguminosen
Abstract
IPMorama will improve the state of the art in variety-centric Integrated Pest Management (IPM) for important diseases in the wheat (rust pathogens), potatoes (blight) and the grain legumes soybean, pea (broomrape) and white lupin (anthracnose). IPMorama seeks to develop the infrastructure for a whole “practice ecosystem”, whereby the more efficient development of IPM-centric varieties is enabled, while at the same time developing tools and resources to efficiently exploit these in variety-centric IPM. The core innovation of IPMorama is to integrate knowledge of host resistance with the pathogen virulence landscape over space and time, to produce IPM tools (eg crowd source apps, vulnerability maps) and strategies, which will be validated at various scales and in conjunction with different agroecological practices. IPMorama will achieve these goals by enacting the following five components:
- Understanding the genetic composition of varietal resistance in target crop/pest systems, and development of tools and resources to allow breeders to target the assembly of resistance components
- Understanding and mapping the landscape level distribution of the target pathogens/pests, especially in terms of their virulence against the available set of resistance and tolerance genes in varieties and breeding lines
- Developing specific integrated pest management practices for the optimal exploitation of pest and pathogen resistance in varieties on the basis of the first two components.
- Developing the knowledge infrastructure for competent use of variety-centric IPM by actors across the variety-related value chain.
- Understanding opportunities and barriers for scale-up of variety-centric IPM solutions.
Ergebnisse
Erste Ergebnisse werden ab Ende 2025 erwartet.
Projektinformation
Projektkoordination und -leitung: Dr. Grit Schwertfirm, Dr. Günther Schweizer
Projektbearbeitung: Dr. Grit Schwertfirm, Dr. Christine Riedel, Dr. Lorenz Hartl
Projektlaufzeit: 01.09.2024 – 30.08.2028
Projektträger: Funded by European Union
Förderkennzeichen: Project ID:101135348
Weitere Informationen unter
Kooperationspartner
Teagasc (IE), Aarhus University (DK), Wageningen University (DK), Foodscale Hub (RS), INRAe (FR), CSIC (ES), CREA (IT), S.I.S (IT), SAKA (DE), LfL (DE), Geves (FR), AgriFood Lithuania DIH (LT), inov3PT(FR), The James Hutton Institute (UK), FiBL (CH), Agroscope (CH)