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| Titel: | Verbundprojekt: OPTIMALL: Eine Methode der Präzisionszüchtung ertragreicher Hybridsorten bei Roggen durch Optimierung der Allokation von Trockenmasse in das Korn - Teilprojekt 1 |
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| Titel (englisch): | Collaborativeproject: OPTIMALL: A SMART breeding approach for high yielding hybrid rye varieties with optimized allocation of dry matter to the grain - subproject 1 |
| Beschreibung (dt.): | Im Rahmen des Vorhabens wird ein dominantes Kurzstrohgen aus einer nicht-adaptierten genetischen Ressource des Roggens in Elitezuchtmaterial aus zwei deutschen Hybridroggen-Zuchtprogrammen überführt und ein vollkommen neuer Typ von Roggenhybriden mit genetisch determiniertem Längenwachstum gezüchtet. Durch diese innovative Optimierung des Ernteindex soll das Ertragspotenzial von Roggen unter sich ändernden Klimabedingungen gesteigert und damit die Konkurrenzfähigkeit dieses traditionellen Getreides als wertvolles Fruchtfolgeglied und Marktfrucht mit multiplen Nutzungsformen erhalten bleiben. OPTIMALL zielt auf die Inwertsetzung einer Mutation in der Gibberellinbiosynthese bei Roggen , um das Verhältnis des Kornertrages zum Gesamtbiomassertrag zu erhöhen. Hierzu werden mehrortige Prüfungen der Kornertragsleistung von kurz- und normalstrohigen Testhybriden in repräsentativen europäischen Umwelten durchgeführt sowie das Verfahren zur Vermehrung von kurzstrohigen Hybridsorten optimiert. Eng gekoppelte Selektionsmarker für das Kurzstrohgen werden durch Anwendung innovativer Methoden der Genomanalyse entwickelt. |
| Beschreibung (engl.): | OPTIMALL aims to bred a new type of rye hybrids with genetically detremined plant height by transferring a dominant dwarfing gene from a non-adapted genetic resource into elite rye germplasm from two German hybrid rye breeding programs. This optimization of the harvest index will increase the yield potential of rye under changing climate conditions. Homozygous dwarf inbred lines and their near isogenic tall full sibs will be crossed to male-sterile testers and assessed in multilocal field trials with respect to their test-cross performance in grain yield. A SMART breeding approach will be applied to introgress the dwarfing gene in the seed-parent pool, which subsequently allows for a comprehensive evaluation to identify superior semi-dwarf hybrid combinations. A combined approach of comparative genetics as well as de novo sequencing in rye will be used to establish a high resolution map of the dwarfing gene. Closely linked markers will be used to select individuals with recombinant haplotypes and to remove genes originating from the un-adapted genetgic resource, which are linked to the dwarfing gene and which have a negative influence on yield. |
| Ergebnis (dt.): | Die Verbesserung von Kornertrag, Lagerneigung und Trockenstresstoleranz zählen zu den zentralen Zielen in der Roggenzüchtung. Im Projekt OPTIMALL wurde das gibberellin-sensitive Kurzstrohgen Ddw1 genutzt, um Experimentalhybriden mit genetisch bedingter Halmverkürzung zu entwickeln und in Zielumwelten für den Roggenabbau umfassend phänotypisch zu charakterisieren. Diese Halbzwerge zeichneten sich im Vergleich zu nahezu isogenen, normalstrohige Hybriden in den beiden von Trockenstress geprägten Prüfjahren 2015 und 2016 durch eine verbesserte Lagerneigung sowie signifikant höhere Kornertragsleistung aus. Mittels de novo Transkriptom-Sequenzierung wurde eine hochauflösende genetische Karte für Ddw1 erstellt. Die neuen Ddw1-Marker ermöglichen die Erstellung genetischer Fingerabdrücke für eine präzise Diskriminierung zwischen homo- und heterozygot kurzstrohigen Genotypen und gestatten eine Selektionsentscheidung bereits kurz nach der Aussaat. OPTIMALL unterstreicht den Modellcharakter des Roggens für die Züchtung klimaangepassten Getreides im Hinblick auf die Ernährungssicherheit im Jahr 2050. |
| Ergebnis (engl.): | The genetic improvement of grain yield, lodging and drought tolerance count among the major goals in rye breeding. Within the project OPTIMALL, the gibberellin-sensitive dwarfing gene Ddw1 was used for the development of experimental hybrids with genetically reduced plant height. These semi-dwarf hybrids have been extensively evaluated in target environments of rye production and outperformed their near isogenic tall counterparts with respect to lodging tolerance and grain yield under the drought stress conditions in 2015 and 2016. Novel Ddw1 markers as well as a high resolution genetic linkage map have been developed based on de novo transcriptome sequencing. The novel marker allow to establish genetic fingerprints for the precise discrimination between homo- and heterozygous dwarf plants already at very early stages of plant development. OPTIMALL emphasizes the model character of rye for the breeding of climate smart cereals with respect to food security by 2050. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.10.2013 / Ende: 15.06.2017 |
| Ausf. Einrichtung: | Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen (JKI) - Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen, Sanitz |
| Themenfelder: | Pflanzenzüchtung, plant breeding |
| Förderprogramme: | Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft |
| Schlagworte: | Pflanzenbau, crop production, Ackerbau, crop production, Roggen, rye, Abiotischer Stress, abiotic stress |
| Förderkennzeichen: | 2814IP001 |
| Dokument zum Download: | Kein Dokument vorhanden! |
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