Molekulargenetische Grundlagen der Pflanzenzüchtung von gartenbaulichen Kulturen (2. Förderphase)

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Kurzbeschreibung

Angesichts des Klimawandels ist die Züchtung von klimaangepassten und krankheitsresistenten gartenbaulichen Kulturpflanzen, die den Anforderungen einer ökologisch nachhaltigen Pflanzenproduktion sowie den hohen Ansprüchen der Endkonsumenten entsprechen, von essentieller Bedeutung. Bereits während der 1. Förderphase wurden mit den Themenkomplexen "Botrytistoleranz" und "Blütenbildung & Remontanz" zwei wesentliche Fragestellungen zu dieser Herausforderung aufgegriffen. Die Arbeiten zu diesen beiden Themen sollen im Rahmen der 2. Förderphase fortgesetzt und vertieft werden, um die genetischen Grundlagen dieser züchtungsrelevanten Merkmale zu identifizieren, funktionell zu charakterisieren und darauffolgend entsprechende Verfahren der Präzisionszüchtung zu entwickeln.

Ziele und Vorgaben

Einhergehend mit der Bestimmung der genetischen Grundlagen der Botrytistoleranz und der Blütenbildung/Remontanz sollen auch entwicklungsphysiologische Prozesse untersucht werden, um sowohl auf genetischer als auch physiologischer Seite eine bessere Kontrolle dieser gartenbaulich wichtigen Merkmale zu ermöglichen.

Innovationsansatz

Für diese Untersuchungen hat sich die Hortensie als Modell bewährt. Bei Hortensie handelt es sich um eine mehrjährige Pflanze, die in Deutschland zu den „Top 10“ der Zimmerpflanzen gehört und sowohl unter Freiland- als auch Unterglasbedingungen produziert wird. Für die molekulargenetischen Analysen werden aktuelle Methoden der Biowissenschaften auf Hortensie übertragen und weiterentwickelt. In der 1. Förderphase wurden dazu bereits wesentliche Verfahren der Phänotypisierung, Genomanalyse, quantitativen Genetik und Gentechnik für Hortensie etabliert, die im Rahmen dieses Forschungsvorhabens stetig weiterentwickelt und in vertiefenden Analysen angewandt werden sollen.

Aufgabenfelder

Teilprojekt „Botrytistoleranz“

• Bestimmung von genomischen Regionen (QTL), die die Widerstandsfähigkeit gegenüber B. cinerea kontrollieren
• Entwicklung von weiteren Resistenztests und Vergleich mit vorherigen Ergebnissen und zur Botrytistoleranz unter Produktionsbedingungen
• Identifizierung von präformierten und induzierten Abwehrmechanismen der Hortensie

Teilprojekt „Blütenbildung & Remontanz“

• Identifizierung von genomischen Regionen (QTL), die die reguläre Blüteninduktion im Herbst sowie die Remontanzmechanismen der de novo und der lateralen Blüteninitiation bei Hortensie kontrollieren
• Funktionelle Analyse ausgewählter Blühgenkandidaten in H. macrophylla mittels genetischer und gentechnischer Ansätze
• Kombination von verschiedenen Blüteninduktionswegen durch interspezifische Hybridisierung von H. macrophylla und H. paniculata

Wissenschaftlicher Beitrag

Mit diesem Projekt sollen Erkenntnisse zur Steigerung der Botrytistoleranz und der Kontrolle der saisonalen und saisonunabhängigen Blütenbildung gewonnen und darauffolgend Verfahren der Präzisionszüchtung und einer verbesserten Kulturführung entwickelt werden.