Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Verbundprojekt: Vorbereitung einer markergestützten Verbesserung der Trockenstress-Toleranz bei der Ackerbohne - Teilprojekt 2 |
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| Titel (englisch): | Development of a marker-assisted improvement of drought tolerance in faba bean - subproject 2 |
| Beschreibung (dt.): | Ziel ist die züchterische Entwicklung von Winter-Ackerbohnen mit deutlich verbesserter Trockenstress-Toleranz. Die angestrebten Ergebnisse lassen erstmals Tauglichkeit und Optimierungspotential der markergestützten Assoziationsanalyse bei Ackerbohnen erkennen. Für Trockenstress maximal divergente Linien werden identifiziert und weitere können aufgrund der Ergebnisse hergestellt werden. Es sollen Inzuchtlinien der Göttinger Winter-Ackerbohnen-Population phänotypisiert (Trockentoleranz im Feld & physiologische Merkmale) und via DNA-Marker genotypisiert werden. Ausmaß & Struktur des genetischen Kopplungsungleichgewichtes zwischen Markern sollen studiert und markierte Gene (QTL) für Trockenstress (Blühende bis Reife) ermittelt werden (Sommerbohnen als Kontrolle). Kooperation von Univ. Göttingen (WL), NPZ Lembke (OS) & JKI in Groß-Lüsewitz (CB). Material: 100 homozygote Linien (genetische Kopplungskarte); 200 homozygote Linien (Göttinger Winter-Ackerbohnen-Population) für die Assoziationsanalyse. Jahr 1 & 2: kontrollierte Erzeugung von Saatgut; DNA-Markerarbeiten; ,Rain-Out-Shelter’-Versuche im Feld (WL & CB) & sog. Sikkationsversuche (OS; Jahre 1-3) im Feld. Jahr 1-3: physiologische Untersuchungen (Membranstabilität, relative Wasserdefizit, Prolin - & Glycinbetaingehalt, lösliche Zucker, Chlorophyllgehalt, 13C-Diskriminierung; CB). Jahr 3: DNA-Markerarbeiten, Gesamt-Analyse, Publikation, Ergebnis-Transfer. |
| Beschreibung (engl.): | Creation of winter faba beans with marked genetic improvement for drought tolerance. Intended findings will for the first time verify suitability & prospects of marker-assisted association analyses in faba bean. Identify lines with maximum divergence for drought tolerance (further ones can be created based on the results). Inbred lines of the Göttingen winter bean population shall be phenotyped (field drought tolerance & physiological traits) and genotyped via markers. Study extent & structure of genetic linkage disequilibrium between markers, detect marked QTL for drought response (flowering to maturity; spring beans as control). Cooperation of Univ. Göttingen (WL), NPZ Lembke (OS) & JKI at Groß-Lüsewitz (CB). Material: 100 homoz. lines (linkage map); 200 homoz. lines (Gött. winter bean pop.) for association analysis. Year 1 & 2: seed propagation; marker-work; ‘rain-out-shelter’ trials (WL & CB) & desiccation field trials (OS; years 1-3). Year 1-3: physiological analysis (membrane stability, rel. water deficit, proline- & glycinebetaine, soluble sugars, chloroph., 13C discrim.; CB). Year 3: marker-work, joint analyses, publication, transfer of results. |
| Ergebnis (dt.): | Die Erfassung der trockenstressrelevanten physiologischen Merkmale Blattwassergehalt, Chlorophyllgehalt (SPAD), Membranstabilität, Gehalt an löslichen Zuckern, freiem Prolin sowie Glycinbetain an 200 Ackerbohnenlinien (A-Satz) unter kontrollierten Bedingungen im Labor ergab für alle Merkmale eine deutliche Reaktion auf den applizierten osmotischen Stress wie auch eine signifikante Wechselwirkung Genotyp x Behandlung, die eine differenzierte Reaktion der Genotypen auf den Stress zeigt. Positive Korrelationen ergaben sich vor allem zwischen der Membranstabilität und dem Blattwassergehalt sowie der Akkumulation löslicher Zucker, während die erstere mit dem Gehalt an Prolin und Glycinbetain negativ korreliert war. Glycinbetain war mit dem Blattwassergehalt deutlich negativ korreliert, ebenso der Prolingehalt mit dem Gehalt löslicher Zucker. Die Validierung der Reaktion der physiologischen Merkmale in Bezug auf ihre Relevanz für die Ertragsbildung erfolgte an 44 Linien unter freilandnahen Bedingungen im Rain out-Shelter. Auch hier zeigte sich bezüglich der 13C Werte wie auch hinsichtlich des Ertrages bzw. der Ertragsstabilität eine deutliche Variabilität in der Reaktion der Genotypen auf den Trockenstress. Bei dem applizierten endterminierten Stress ab Blühbeginn erwies sich die Kornzahl/Pflanze als wesentlich ertragsbestimmendes Merkmal. Eine enge Korrelation zu einem der physiologischen Merkmale konnte nicht nachgewiesen werden, was zum einen in der Komplexität des Merkmals begründet liegt, zum anderen aber auch in den zwei sehr unterschiedlich verlaufenen Feldversuchen. Letztendlich zeigten die SPAD-Werte und der Gehalt löslicher Zucker den engsten Zusammenhang zur Ertragsbildung unter Stress. Alle Ergebnisse dieses Teilprojektes gehen in die gemeinsame Assoziationskartierung im Rahmen des Verbundprojektes ein. |
| Ergebnis (engl.): | The determination of drought stress relevant traits, i.e. leaf water content, chlorophyll content (SPAD), membrane stability, content of soluble sugars, proline and glycine betaine in 200 faba bean lines under controlled conditions in the lab revealed a significant effect of the applied osmotic stress on all traits analyzed as well as significant genotypic differences and genotype x stress treatment interaction, indicating that the genotypes responded differently to the applied stress. Positive correlations were estimated between membrane stability and the leaf water content as well as to the accumulation of soluble sugars, while membrane stability was negatively correlated to the proline and glycine betaine content. Corresponding to this finding, glycine betaine was negatively correlated to the leaf water content. The same was observed for the proline content and the content of soluble sugars. For the validation of physiological markers with respect to their relevance for yield formation under drought stress conditions in the field, 44 inbred lines out of the 200 genotypes tested were investigated in rain out shelter trials. In these trials genotypic differences in the reaction to drought stress were detected regarding 13C values, which are an indicator for water use efficiency.. Number of grains per plant was mostly influenced by end-terminated drought stress beginning at flowering leading to yield reductions. No strong correlations of physiological traits determined in the lab to drought induced yield losses under field conditions were detected. This could be either due to the complexity of drought tolerance, but also to the differences between the two years caused by frost damage. Finally, the chlorophyll content as well as content of soluble sugars showed the best correlation to yield under drought stress conditions. All data will be included in genome wide association studies conducted at the University of Göttingen. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.02.2011 / Ende: 15.04.2014 |
| Ausf. Einrichtung: | Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Agrarwissenschaften - Department für Nutzpflanzenwissenschaften - Pflanzenzüchtung, Göttingen |
| Themenfelder: | Pflanzenzüchtung, plant breeding |
| Förderprogramme: | Eiweißpflanzenstrategie |
| Schlagworte: | Ressourcenschutz, Ressourceneffizienz, resource protection, resource efficiency, Ackerbau, crop production, Produktsicherheit, product safety, Agrobiodiversität, agricultural biodiversity, Bohne, bean, Kulturverfahren, cultivation, Klimaanpassung, climate change adaptation |
| Stichpunkte: | Leguminose |
| Förderkennzeichen: | 2814506010 |
| Dokument zum Download: | Kein Dokument vorhanden! |
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