Klimatoleranz bei Gerste – von der Induktion zur Genfunktion II

Gerstenfeldbestand nach dem Auflauf nach längerer Trockenperiode

Kulturpflanzen können dem Klima bzw. dem Klimawandel nicht davonlaufen. Im Projekt werden über Transkriptomanalysen all die Gene analysiert die von der Gerste zur Reaktion auf Trockentoleranz benötigt werden. In einem weiteren Schritt werden für diese Stresstoleranzgene Genmarkern entwickelt und für Züchtungsprogramme zur Verfügung gestellt.

Zielsetzung

Kulturpflanzen können dem Klima bzw. dem Klimawandel nicht davonlaufen – sie sind auf unsere landwirtschaftlich genutzten Flächen beschränkt und können sich dem Klimawandel nur stellen, weil sie genetisch vererbte Eigenschaften besitzen, die eine Anpassung an sich wechselnde Umweltbedingungen ermöglichen. Die Verfügbarkeit von Sorten, die auch extremere klimatische Ereignisse, wie z. B. längere Hitze- oder Trockenperioden tolerieren können ist daher von besonderer Bedeutung für die Ertragssicherung. In der Natur kommen auch heute schon bei fast allen Fruchtarten trockentolerantere Typen vor, aber diese erreichen weder die Qualität noch die Erträge aktueller Kultursorten. Um Sorten zu erhalten, die im Durchschnitt mehrerer Jahre mit sicheren und hohen Erträgen bei bester Qualität punkten können, ist daher eine innovative Basis-Züchtung erforderlich.

Versuchsansatz

Im Forschungsprojekt wird die Reaktion von trockenstress-toleranten sowie anfälligen Gersten auf der Genexpressionsebene untersucht und verglichen. Es sollen exakt die Gene, die in der Abwehrreaktion der Gerste auf „Klimastress“ eine entscheidende Rolle spielen, identifiziert und analysiert werden. Dabei kommen moderne Techniken wie „Next Generation Sequencing“ zum Einsatz. Ziel ist es, natürlich vorkommende Genvarianten zu entdecken, die zu einer verbesserten Toleranz von Gersten gegenüber Trockenstress führen. Da Klimatoleranz ein komplexes Merkmal darstellt, wird von einer großen Anzahl an differentiell reagierenden Genen in der Pflanze auszugehen. Für einen Teil dieser Gene werden entsprechende Selektionsmarker (SNP-Marker) entwickelt, diese in einem weiteren Versuch validiert um sie anschließend in der praktischen Züchtung einsetzen zu können. Die Selektionsmarker dienen dazu, genetische Ressourcen (Genbank, Zuchtgarten, diverse Genpools) zu analysieren und die Selektion von stresstolerantem Zuchtmaterial zu erleichtern.

Der vorliegende Forschungsansatz bedient sich neuester, molekulargenetischer Untersuchungsmethoden. Er ist Grundlage für die Entwicklung eines übergreifenden DNA-Tests, um Gene zu erfassen, die von der Pflanze zur Reaktion auf den Klimawandel benötigt werden. Er ermöglicht die gezielte Bereitstellung von stresstoleranten Sorten für die Landwirtschaft, ohne Ertrags- und Qualitätseinbußen eingehen zu müssen.

Veröffentlichungen

Projektinformation
Projektleitung- und bearbeitung: Dr. G. Schweizer, Dr. M. Diethelm
Projektlaufzeit: 01.05.2012 - 31.12.2015
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Förderkennzeichen: KL/12/06

Projektpartner