Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung

Projekte in den Förderprogrammen des BMEL, betreut durch den Projektträger BLE (PT BLE)

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Titel: Verbundprojekt: Strategien zum Schutz von Getreide vor klimabedingt zunehmenden Pilzkrankheiten (GetreideProtekt) - Teilprojekt 3
Titel (englisch): Collaborative project: Strategies to protect cereals from the climate induced increase of fungal diseases (GetreideProtekt) - subproject 3
Beschreibung (dt.): Der globale Klimawandel wird auch die deutsche Getreideproduktion im Hinblick auf Resistenz vor biotischem Stress vor große Herausforderungen stellen. Es ist zu erwarten, dass Gelbrost und Ährenfusariosen durch mildere Winter und wärmere Sommertemperaturen gefördert werden, während Schwarzrost neu epidemisch werden kann. Der Anbau resistenter Getreidesorten ist eine kostensparende und umweltschonende Maßnahme.
Beschreibung (engl.): The global climate change is for the German cereal production a great challenge concerning resistance to biotic stress. We expect that milder winter and warmer summer temperatures favor yellow rust and Fusarium head blight. Wheat stem rust might get a new epidemic pathogen. The cultivation of resistant wheat and triticale cultivars is a cost saving and environmentally friendly measure. In this project yellow and stem rust populations will be monitored for their genetic diversity, innovative, marker-based methods for the selection of resistant wheat and triticale genotypes will be developed and new strategies of fungicide applications will be applied. The high diversity of the German stem rust population and the rapid change of yellow rust races illustrate the necessity of a permanent monitoring of these pathogen populations to deploy effective resistance sources (WP1). New resistance sources should be genetically characterized by genome-wide association mapping for the resistance to yellow and stem rust in a pre-selected wheat diversity panel (280 entries) and for the resistance to stem rust and Fusarium head blight in a unselected triticale diversity panel (1,000 entries, WP2). Further, five already identified donors for yellow and stem rust in wheat will be analyzed by quantitative trait loci (QTL) mapping. Effective resistances will be tested in adult-plant stage in multi-environmental trials by artificial infection and multiple phenotyping. This will identify genomic regions that could directly be introgressed by the participating breeding companies. To secure cereal yields in the short-term, specific fungicide strategies for stem rust must be developed (WP3), because plant breeding is a tedious procedure. The project will actively contribute to a climate-resilient and sustainable cereal production.
Ergebnis (dt.): Im vorliegenden Projekt wurde ein Frühwarnsystem sowie ein markergestütztes Monitoring für Gelb- und Schwarzrostrassen etabliert, das Landwirten, Beratung und Züchtung hochaktuelle Informationen zum Rostauftreten liefert. Modellversuche zur Wirksamkeit von Fungiziden im Hinblick auf Sortenresistenz, Applikationszeitpunkt, Aufwandmenge und Temperatur zeigten, dass gut wirksame Fungizide mit verschiedenen Wirkstoffgruppen zur Verfügung stehen. Die Resistenz von Weizen und Triticale gegen Schwarzrost, Gelbrost und Ährenfusariosen zeigte eine signifikante genetische Varianz bei hohen Heritabilitäten. Die Schwarzrostresistenz des Weizens beruht im Wesentlichen auf drei bekannten Resistenzloci (Sr24, Sr31, Sr38). Die Gelbrostresistenz wurde durch eine Kombination von Major-Genen und QTL verursacht. Resistenz gegen Ährenfusariosen beruhte auf zahlreichen Loci mit kleinen Effekten. Für die Vererbung der Schwarzrostresistenz von Triticale wurden fünf Resistenzloci gefunden. In Kombination mit gut wirksamer Sortenresistenz ist es langfristig möglich, deutsche Getreidesorten vor Rostkrankheiten zu schützen und den Ansprüchen des Integrierten Pflanzenschutzes gerecht zu werden.
Ergebnis (engl.): The present project established an early warning system as well as a marker-supported monitoring for yellow and stem rust providing farmers, advisors and breeders with up-to-date information about the occurrence of rust. Model tests on the effectiveness of fungicides with regard to cultivar resistance, time of application, application rate and temperature showed that highly effective fungicides with different groups of active ingredients are available. The resistance of wheat and triticale to stem rust, yellow rust and Fusarium head blight showed significant genetic variance with high heritabilities. Stem rust resistance of wheat is based on three known resistance loci (Sr24, Sr31, Sr38). Yellow rust resistance was caused by a combination of major genes and QTL. Resistance to Fusarium head blight was based on multiple loci with small effects. Five resistance loci have been identified for the inheritance stem rust resistance of triticale. In combination with highly effective variety resistance, it will be possible in the long term to protect German cereal cultivars from rust diseases and to meet the requirements of integrated plant protection.
Laufzeit: Beginn: 01.09.2018 / Ende: 31.12.2022
Ausf. Einrichtung: Strube Research GmbH & Co. KG, Söllingen
Themenfelder: Pflanzenschutz, Pflanzengesundheit, crop protection, plant health
Förderprogramme: Programm zur Innovationsförderung des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft
Schlagworte: Monitoring, Pflanzenschutz, Pflanzengesundheit, crop protection, plant health, Pflanzenzüchtung, plant breeding, Ackerbau, crop production, Weizen, wheat, Triticale, triticale, Schadstoffe / Toxine, poison / toxins, Pflanzenkrankheiten (Viren, Bakt., Pilze, Phytoplasmen), plant diseases (virusus, bacteria, fungi, phytoplasma)
Förderkennzeichen: 281B202216
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