Projekte in den Förderprogrammen des BMLEH, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Verbundprojekt: Winterweizenresistenz gegenüber bodenbürtigen Viren im Zeichen des Klimawandels (FuReWheat) - Teilprojekt 5 |
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| Titel (englisch): | Collaborative project: Resistance of winter wheat towards soil-borne viruses in the face of climate change (FuReWheat) - subproject 5 |
| Akronym: | FuReWheat |
| Beschreibung (dt.): | Die bodenbürtigen Furoviren soil-borne wheat mosaic virus (SBWMV) und soil-borne cereal mosaic virus (SBCMV) richten erheblichen Schaden im Weizen und anderen Getreidearten an. Die Viren werden über den Protisten Polymyxa graminis übertragen und sind in den Dauersporen dieses Vektors enthalten. In den Dauersporen bleiben die Viren über Jahrzehnte infektiös. Daher besteht die einzige Möglichkeit Ertragsverluste zu vermeiden, im Anbau resistenter Sorten. Im Weizen sind nur zwei Resistenzloci gegen Furoviren bekannt, also ist die Identifikation und genaue Charakterisierung der bekannten sowie die Suche nach zusätzlichen Resistenzen von höchster Priorität. Die Prognose für Klimaveränderungen in Deutschland (wärmeres Klima, nassere Winter) deckt sich mit den optimalen Bedingungen für eine effiziente Infektion des Weizens durch P. graminis und bodenbürtige Viren, da die Entwicklung und Ausbreitung der Virusvektoren stark von der Bodenfeuchtigkeit und den Bodentemperaturen abhängt und die Infektion im Feld in den Herbst/Wintermonaten erfolgt. Das Ziel des Projektes ist daher die Entwicklung von virusresistenten Weizensorten unter Berücksichtigung des Einflusses von Klimaparametern auf die Aggressivität der Infektion. Dazu wird der Einfluss der Temperatur und Feuchtigkeit auf das Ausmaß und die Aggressivität der Infektion des Weizens mit Furoviren untersucht und die Stabilität der bekannten Resistenzen unter bestimmten Klimabedingungen evaluiert. Für die erleichterte Entwicklung resistenter Sorten soll das Resistenzgen Sbm1, welches Resistenz gegen SBCMV vermittelt, isoliert und kloniert, sowie eng-gekoppelte Marker für die zweite bekannte Resistenz, Sbm2, identifiziert werden. Schließlich sollen mit Hilfe genomweiter Assoziationsstudien mit Validierung in biparentalen Populationen neue Resistenzen gegen die Furoviren erschlossen werden. Mit dem Projekt werden Ressourcen und Strategien für eine zukunftsorientierte und nachhaltige Weizenproduktion entwickelt. |
| Beschreibung (engl.): | The soil-borne furoviruses soil-borne wheat mosaic virus (SBWMV) and soil-borne cereal mosaic virus (SBCMV) cause extensive crop losses in wheat and other cereals worldwide. The viruses are transmitted by the protist vector Polymyxa graminis and also present in resting spores of the vector, in which they remain infectious over many years. The only efficient means to avoid crop losses through soil-borne furoviruses is the cultivation of resistant varieties. Only two resistance loci against furoviruses are known to date, thus, the identification and precise characterization of the genes encoded by these loci, as well as the identification of novel resistance genes is crucial to guarantee efficient and sustainable wheat production. Importantly, the prognosis for climate changes in Germany, especially predicted higher temperatures and increased precipitation, are consistent with optimal conditions for efficient infection by P. graminis and concurrent infection with the viruses transmitted by this pathogen. The project aim is therefore the development of virus resistant wheat cultivars while taking the influence of climate parameters on the stability of resistance and aggressivity of infection into account. Our experimental approach is to evaluate the impact of climate conditions temperature and humidity on aggressivity of infection by furoviruses and to assess the stability of known resistances under specific climate conditions. To facilitate the development of resistant varieties, we aim at isolating the Sbm1 gene and developing closely linked markers for Sbm2, the second resistance gene for SBCMV. Finally, to access new resistance genes against furoviruses, we will conduct genome-wide association studies and validate the results with the help of phenotypic and genotypic analysis in bi-parental populations. Thus, our project directly contributes to the development of resources and strategies for a future-oriented and sustainable wheat agriculture for food production. |
| Ergebnis (dt.): | Das Projekt FuReWheat untersuchte den Einfluss spezifischer Klima- und Umweltbedingungen auf die Infektion von Winterweizen mit den Furoviren SBCMV und SBWMV und die Stabilität der Resistenz. Darüber hinaus wurden bekannte Resistenzloci weiter charakterisiert und neue Resistenzquellen identifiziert. Außerdem wurde der Einfluss bestimmter Umweltparameter auf die Infektion mit Virus und Vektor ermittelt und neue Erkenntnisse über die Wirkungsweise, Effizienz und Stabilität der Resistenz gewonnen. Die Projektergebnisse tragen wesentlich zum Verständnis der Infektion des Weizens durch bodenbürtige Viren bei und sind wichtig für die Entwicklung umweltangepasster Sorten. Im Hinblick auf die bekannten Resistenzgene wurde die Sbm1-Zielregion auf 500 kb reduziert und RILs sowie neue Marker für das Screening von Kartierungspopulationen für Sbm2 und für ein neues Resistenzgen in der Nähe des Sbm1-Locus entwickelt. Außerdem identifizierten wir mithilfe von GWAS zwei neue QTLs für die SBWMV-Resistenz. |
| Ergebnis (engl.): | The project FuReWheat investigated the influence of specific climatic and environmental conditions on infection of winter wheat with the furoviruses SBCMV and SBWMV and the stability of resistance. In addition, existing resistance loci were further characterized and new sources of resistance were identified. We identified the influence of specific environmental parameters on infection with the virus and vector, and obtained new insights into the mode of action, efficiency, and stability of resistance. Our results considerably contribute to the understanding of soil-borne virus infection in wheat and are important for the development of environment-adapted varieties. With respect to the known resistance genes, we reduced the Sbm1 target region to 500 kb and developed RILS and new markers for the screening of mapping populations for Sbm2 and for a new resistance gene close to the Sbm1 locus. Moreover, using GWAS, we identified two new QTLs for SBWMV resistance. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.10.2019 / Ende: 31.12.2022 |
| Ausf. Einrichtung: | GenXPro GmbH, Frankfurt am Main |
| Themenfelder: | Pflanzenzüchtung, plant breeding |
| Förderprogramme: | Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft |
| Schlagworte: | Resistenz, resistance, Boden (Bodenschutz, Bodenfruchtbarkeit, Bodenbearbeitung, Bodengesundheit), soil (soil conservation, soil fertility, soil cultivation, soil health), Ackerbau, crop production, Ernährungssicherung, food security, Weizen, wheat, Pflanzengenetische Ressourcen, plant genetic resources, Pflanzenkrankheiten (Viren, Bakt., Pilze, Phytoplasmen), plant diseases (virusus, bacteria, fungi, phytoplasma), Klimaanpassung, climate change adaptation |
| Förderkennzeichen: | 2818410E18 |
| Dokument zum Download: | Kein Dokument vorhanden! |
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