Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Verbundprojekt: Klimatolerante Kartoffel durch Aufhebung der siRNA-vermittelten Hemmung der Knollenbildung (KLIKA) - Teilprojekt A |
|---|---|
| Titel (englisch): | Collaborative project: Climate-tolerant potato by eliminating siRNA-mediated inhibition of tuber formation (KLIKA) - Subproject A |
| Akronym: | KLIKA |
| Beschreibung (dt.): | Der Klimawandel-bedingte Temperaturanstieg bereitet dem Kartoffelanbau in den südlichen Regionen Deutschlands, aber auch anderen Teilen der Welt zunehmend Probleme. Die Temperaturempfindlichkeit betrifft sowohl die Knollenbildung als auch die Knollenqualität. Als Ergebnis werden weniger Knollen mit geringer Qualität geerntet. Um dem entgegenzuwirken zielt das Verbundprojekt auf die Erhöhung der Hitzetoleranz relevanter Kartoffelsorten durch Ausnutzung der natürlichen allelischen Variation bzw. durch Erhöhung der genetischen Vielfalt mittels chemischer Mutagenese. Als Zielgen zur Verbesserung der Hitzetoleranz haben wir den SES Lokus identifiziert. Das Gen kodiert für eine kleine RNA (sRNA), welche die Bildung des knolleninduzierenden SP6A Proteins unterdrückt. Eine Hemmung der SES Aktivität erlaubt die Knollenbildung bei Lufttemperaturen, die bei konventionellen Sorten die Knollenbildung unterdrücken. Die bisherigen Erkenntnisse beruhen auf Ergebnissen, die u.a. durch die Einführung eines Transgens in die Kartoffelsorte Solara erzielt wurden. Bei diesem 'proof-of-concept' Ansatz konnte die positive Wirkung eines Knock-down unter Gewächshausbedingungen und für diesen Genotyp eindeutig demonstriert werden. Zur Umsetzung der Ergebnisse in die Praxis sind aber noch zentrale Fragen zu klären. So ist unklar, ob der Ansatz sortenunabhängig anwendbar ist und ob Kock-out Ansätze im Vergleich zum Knock-down zielführend sind. Ebenso unklar ist, ob es Dosis-abhängige Effekte und natürliche genetische Variationen gibt, die z.B. zur veränderter Expression von SES oder SP6A führen. Da die Züchtung neuer Kartoffelsorten sehr zeitaufwendig ist, müssen die erwähnten Fragen vor Eintritt in ein Zuchtprogramm geklärt werden. Zu diesem Zweck sollen Genomeditierungsverfahren herangezogen und gezielt alternative Allele gesucht, hergestellt und getestet werden. Diese Ergebnisse dienen der Abschätzung der Erfolgsaussichten und helfen das züchterische Risiko zu minimieren. |
| Beschreibung (engl.): | The climate change-induced rise in temperature causes increasing problems for potato production in southern regions of Germany, but also in other parts of the world. Temperature sensitivity affects both tuber formation and tuber quality. As a result, fewer tubers of low quality are being harvested. To counteract this, the collaborative project aims to increase the heat tolerance of relevant potato varieties by exploiting natural allelic variation or by increasing genetic diversity through chemical mutagenesis. We identified the SES locus as a target gene for improving heat tolerance. The gene encodes a small RNA (sRNA) that suppresses the formation of the tuber-inducing SP6A protein. Inhibition of SES activity facilitated tuber formation at air temperatures that suppress tuber formation in conventional cultivars. To date, results were obtained by introducing a transgene into the potato cultivar Solara. In this proof-of-concept approach, the positive effect of a SES knock-down was clearly demonstrated under greenhouse conditions in this variety. However, key issues still need to be addressed to translate the results into practice. For example, it is unclear whether the approach can be applied variety-independently and whether knock-out approaches are feasible. It is also unclear if there are dose-dependent effects and if natural genetic variation (e.g. for SES and SP6A) exists. Since breeding of new potato varieties is very time consuming, the mentioned questions need to be answered before entering a breeding program. For this purpose, genome editing techniques will be used and targeted mutant alleles will be searched, produced and tested. The results allow to estimate the chances of success and help to minimize the breeding risks. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.04.2023 / Ende: 31.05.2026 |
| Ausf. Einrichtung: | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Erlangen |
| Themenfelder: | Pflanzenzüchtung, plant breeding |
| Förderprogramme: | Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft |
| Schlagworte: | Pflanzenzüchtung, plant breeding, Ackerbau, crop production, Kartoffel, potato, Pflanzengenetische Ressourcen, plant genetic resources, Abiotischer Stress, abiotic stress, Klimaanpassung, climate change adaptation |
| Förderkennzeichen: | 281D114A21 |
| Dokument zum Download: | Kein Dokument vorhanden! |
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