Molekulargenetische Grundlagen der Pflanzenzüchtung von gartenbaulichen Kulturen (1. Förderphase)
Kurzbeschreibung
Methoden und Daten von sogenannten Modellpflanzen lassen sich nur begrenzt auf gartenbauliche Kulturpflanzen und ihre Merkmale übertragen. Dadurch ergibt sich ein großes Potenzial in der Züchtungsforschung bei gartenbaulichen Kulturpflanzen, die bisher weniger intensiv bearbeitet sind. Am Beispiel der Hortensie ermitteln wir die genetischen Grundlagen, die die Blüteninduktion und Blühdauer, die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Grauschimmelerreger Botrytis cinerea und die Bildung unreduzierter Gameten kontrollieren. Darüber hinaus erfolgen Untersuchungen zur interspezifischen Hybridisierung in Abhängigkeit der Ploidie sowie zur Erweiterung des Methodenspektrums im Bereich der Gentechnik.
Ziele und Vorgaben
Ziel ist es, die Ausprägung und Vererbung züchterisch bedeutsamer Merkmale zu verstehen und dementsprechend molekulare Werkzeuge zu entwickeln, die die Züchtung neuer, verbesserter Sorten unterstützen.
Innovationsansatz
Mit dem aktuellen Methodenspektrum der modernen Biowissenschaften werden die genetischen Grundlagen züchtungsrelevanter Merkmale identifiziert, funktionell analysiert und darauffolgend entsprechende Verfahren der Präzisionszüchtung entwickelt.
Aufgabenfelder
Die Aufgabenfelder dieses Projektes unterteilen sich in fünf Teilprojekte.
Teilprojekt 1 „Bildung unreduzierter Pollen“
- Identifizierung weiterer Sorten, die unreduzierten Pollen bilden
- Identifizierung des zytogenetischen/meiotischen Fehl-Mechanismus, der zur Bildung unreduzierter Gameten führt
- Identifizierung von genomischen Regionen (Loci) bzw. Genen, die die Ausbildung unreduzierter Gameten kontrollieren
Teilprojekt 2 „Remontanz“
- Test der Hypothese 1: Remontanz ist ein qualitatives Merkmal, wogegen die Stärke der Remontanz als quantitatives Merkmal auftritt.
- Test der Hypothese 2: Bei nicht-remontierenden Hortensien erfolgt ein umweltgesteuertes An- und Abschalten von Blühgenen, wogegen Blühgene bei remontierenden Genotypen dauerhaft exprimiert sind.
- Test der Hypothese 3: Bei nicht-remontierenden Hortensien erfolgt die Blüteninduktion spezifisch nur im Apikalmeristem, bei remontierenden Hortensien sowohl in Apikal- und Lateralmeristemen.
Teilprojekt 3 „Botrytistoleranz“
- Isolierung und Charakterisierung von Botrytis-Stämmen bei Hortensie
- Bestimmung des Infektionsweges
- Entwicklung eines reproduzierbaren Resistenztests
- Bestimmung der Genetik der Resistenz von ausgewählten Sorten
Teilprojekt 4 „Interspezifische Hybridisierung"
- Aufbau und Charakterisierung einer Sortensammlung von H. paniculata
- Untersuchung der Kreuzungskompatibilität von H. macrophylla und H. paniculata in Abhängigkeit der Ploidie
Teilprojekt 5 „Etablierung eines Transformationssystems für Hortensie“
- Optimierung von In-vitro-Sprossregenerationssystemen
- Verbesserung von Infiltrationsmethoden für Agrobakterien
- Testung verschiedener Selektionssysteme
Wissenschaftlicher Beitrag
In diesem Forschungsvorhaben werden Grundlagen für die Präzisionszüchtung gartenbaulicher Kulturpflanzen, insbesondere Hortensie, generiert, um den Züchtungsprozess neuer, verbesserter Sorten zu unterstützen.
Laufzeit
01/2019 - 12/2023
Fördersumme / Förderkennzeichen
3.538.252 € / 2818HSE01
Drittmittelgeber
Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
