Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)
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| Titel: | Verbundprojekt: Entwicklung effizienter Hochdurchsatz-(HT)-Verfahren zur Selektion von Rebsorten mit hoher Säurestabilität in der Rebenzüchtung - Teilprojekt 3 |
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| Titel (englisch): | Collaborative project: Development of efficient high throughput (HT) techniques for selection of grapevine cultivars with high acid stabilty, 1: Development of markers for acid content for MAS in crossbreeding of Vitis vinifera - subproject 3 |
| Beschreibung (dt.): | Die Säurebildung in Weinbeeren hat sowohl Einfluss auf den Geschmack als auch auf die mikrobiologische Stabilität. Wärmere Witterung fördert den Säureabbau und führt damit zu mangelnder Frische und erhöhter mikrobiologischer Anfälligkeit. Mit dem Vorhaben werden Marker für die Säureregulation in der Beere und Wurzel entwickelt, die anschließend in der Klonenselektion und Unterlagenzüchtung eingesetzt werden. Phänotypisierung von Riesling- und Spätburgunder-Klonen: In Beeren von Riesling- und Spätburgunder-Klonen werden die Gehalt an Wein- und Äpfelsäure, Zucker, K, Ca, Mg und Na untersucht. SNP- und Expressions-Analysen für das Gen der L-Idonatdehydrogenase (L-IdnDH): In der Sequenz des Gens der L-IdnDH wird nach SNPs gesucht, die mit unterschiedlichen Weinsäuregehalten korrelieren. Die Genexpressionsanalyse des L-IdnDH-Gens wird mit Hilfe der qRT-PCR durchgeführt. Weitere Kandidatengene werden aus dem Ansatz von Partner 1 bzw. aus aktuellen Veröffentlichungen nach Fortschritt im Projekt untersucht. Nährlösungskulturversuche mit Unterlagen: Unterlagen werden in Nährlösungen mit konstant verschiedener oder wechselnder Kalium-Versorgung kultiviert (0,1; 1,0 und 10,0 mM) und ein Vergleich der Genexpression mittels Microarrays durchgeführt. Kandidatengene werden mit qRT-PCR überprüft. Bei verifizierten Unterschieden erfolgen die Gensequenzierung und anschließend die Suche nach korrelierenden SNPs. |
| Beschreibung (engl.): | Acid production in grape berries has an influence both on taste and microbial stability. Warmer climatic conditions enhance acid metabolisation, resulting in less freshness and increased microbial susceptibility. The objectives of the project are the development of markers for the regulation of acidity in the berry and roots that can afterwards be used in rootstock breeding and clonal selection. Phenotyping of Riesling and Pinot noir clones: Concentration of tartaric and malic acid, sugar, K, Ca, Mg and Na are analysed in berries of Riesling and Pinot noir clones. SNP and expression analyses for the L-Idonatdehydrogenase (L-IdnDH) gene: SNPs are searched for in the gene of L-IdnDH and correlated with different tartaric acid levels. Gene expression analyses are conducted by qRT-PCR. Additional candidate genes derived from the approach of partner 1 or from publications are also studied.Rootstocks are grown in nutrient solution with constantly different or changing potassium concentration (0,1; 1,0 und 10,0 mM) and the gene expression investigated by micro arrays. Candidate genes are confirmed by qRT-PCR. In case of verified differences genes will be sequenced and then correlated SNPs searched for. |
| Ergebnis (dt.): | Die Klimaveränderung wird während der nächsten Jahrzehnte für den Weinbau einschneidende Veränderungen bringen, da viele traditionelle Sorten ihr Qualitätsoptimum im kühleren Klima Deutschlands mit entsprechender Säurebildung haben. Frühzeitige und weitgehend umweltunabhängige Selektion mit Hilfe von MAS kann zu einer Verkürzung der Selektionsdauer um bis zu 10 Jahren führen. Am Vorhaben waren neben Winzer-, Rebveredlungs- und Zuchtbetrieben auch das JKI Institut für Rebenzüchtung Geilweilerhof und die Hochschule Geisenheim beteiligt. Eine Identifikation von wichtigen Bereichen im Rebengenom für die Säurestruktur wurde anhand einer Kreuzungspopulation mittels QTL-Analysen am JKI durchgeführt. Die Säureparameter konnten in vier Jahren wöchentlichen über den gesamten Reifeverlauf an allen Individuen erhoben werden. Dieser umfangreiche phänotypische Datensatz ermöglichte, in Kombination mit der ebenfalls entwickelten hochauflösenden genetischen Karte, die Durchführung aussagekräftiger QTL-Analysen. In Sequenzdatenbanken wurden durch Geisenheim im Vitis-genom drei putative Gene identifiziert, die eine hohe Ähnlichkeit mit dem bereits bekannten Gen der Idonat-Dehydrogenase aufweisen, aber unterschiedliche Funktionen zu haben scheinen. In Nährlösungsversuchen konnte eine höhere Säureproduktion durch eine Erhöhung des Kaliumangebots induziert werden. Das im Vorhaben generierte Wissen kann zukünftig genutzt werden, um geeignete molekulare Marker für den Einsatz in Rebenzüchtung und Klonselektion abzuleiten (MAS). |
| Ergebnis (engl.): | Climate change will cause major changes to viticulture in future decades, as many traditional varieties show best performance in the cool German climate. The correspondingly high organic acid production is an important factor for quality in wine production. Molecular markers linked with quality parameters would enable early selection in breeding, largely independent of environmental factors. Marker-assisted selection (MAS) could therefore result in a reduction of the selection process by up to 10 years. The project included, apart from growers, nurseries and breeders also the JKI Institute for Grapevine Breeding Geilweilerhof and the Hochschule Geisenheim University. Genomic regions important for acidity were identified in a cross population using QTL analysis at JKI. Over four years, parameters for acidity were analyzed weekly through the whole ripening period in each individual. This large phenotypic dataset enabled, together with a high-resolution genetic map, the implementation of informative QTL analysis. At Geisenheim three putative genes were identified in biologic data basis of Vitis, which largely resembled the already known gene of L-Idonatdehydrogenase (L-IdnDH), but apparently have differential functions. In nutrient solution acid production could be induced by a modified potassium supply. The knowledge generated during the project may be used in future studies to develop functional molecular markers for MAS to be applied in grapevine breeding and clonal selection. |
| Laufzeit: | Beginn: 01.02.2011 / Ende: 30.09.2014 |
| Ausf. Einrichtung: | Hochschule Geisenheim University - Institut für Rebenzüchtung, Geisenheim |
| Themenfelder: | Pflanzenzüchtung, plant breeding |
| Förderprogramme: | Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft |
| Schlagworte: | Abiotischer Stress, abiotic stress, Pflanzenbau, crop production, Weinbau (inkl. Außenwirtschaft, Kellerei), viticulture (winery), Rebe, vine, Pflanzengenetische Ressourcen, plant genetic resources, Resistenz, resistance, Klimaanpassung, climate change adaptation |
| Förderkennzeichen: | 2814507410 |
| Dokument zum Download: | Kein Dokument vorhanden! |
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