Verbundprojekt: "Sicherung guter Qualitäten und effiziente Nutzung des Bodenstickstoffs bei der Backweizenzüchtung durch Abstimmung der Speicherprotein-Zusammensetzung und Enzymatik" (BigBaking) - Teilprojekt 3

Abstract

Die Erzeugung von Weizen mit guter Backqualität unter begrenzter Stickstoffdüngung ist eine Herausforderung, da dieses Merkmal komplex vererbt wird. Die Veränderungen der agrar- und umweltpolitischen Regelungen, die Anpassung an den Klimawandel und das Einbringen neuer Resistenzgene erfordern eine effiziente Selektion auf Merkmale des Komplexes „Backqualität“. Die steigenden CO2-Konzentrationen der Atmosphäre und die Novellierung der Düngeverordnung mit den Einschränkungen zur Stickstoffdüngung führen zu einer Verringerung der Kornproteingehalte und -damit korreliert- der Backqualität. Deshalb sind Sorten mit hervorragender Backqualität gefordert, die auch unter verringertem Stickstoffangebot gut zu verarbeitende Ernteware liefern und dennoch ein ausgezeichnetes Ertragsniveau ermöglichen. Wichtige Komponenten der Backqualität sind die Menge und Qualität des Proteins, die Qualität der Stärke, die Enzymaktivität im Korn und die Struktur des Mehlkörpers. Aus Vorgänger-Projekten und der Praxis in den Züchtungsunternehmen war bekannt, dass sich bestimmte Backqualitätsmerkmale gut mittels genomischer Selektion vorhersagen lassen. Für das komplexe Merkmal Backvolumen wurden zu den bekannten HMW- Gluteninen weitere Genorte lokalisiert. Deren Wirkung sollte in BigBaking mit Hilfe von heterogenen Inzuchtfamilien detaillierter bestimmt werden. Kandidatengene an diesen Loci sollten Hinweise über deren Funktion liefern und mit Hilfe von diagnostischen Markern bei der genomischen Selektion als Kofaktoren berücksichtigt werden. Die Einbeziehung hochspezifischer quantitativer Proteinanalytik sollte die genetische Analyse auf eine neue Erkenntnisebene heben. Die im Projekt durchgeführten Untersuchungen sollten die Zusammenschau von Proteinqualität, Kornstruktur und Enzymatik ermöglichen, die durch late-maturity α-amylase (LMA) oder Auswuchs geprägt ist. In den beteiligten Züchtungsunternehmen sollte die Entwicklung verbesserter Selektionsmethoden vorangetrieben werden und dadurch die Pflanzenzüchtung in Deutschland beim Einsatz dieser innovativen Selektionstechniken unterstützt werden. Zusätzlich sollte der Einfluss höherer CO2-Konzentrationen auf die Biomassenentwicklung von Weizen untersucht werden, da diese bekanntermaßen die Wachstumsdynamik der C3-Pflanze Weizen verändern. Höhere Erträge werden allerdings begleitet von geringeren Proteingehalten. Feldversuche unter einer Atmosphäre mit erhöhtem CO2-Gehalt (FACE-Experimente) sollten daher Zukunftsszenarien abbilden und die Wirkung auf die Proteinzusammensetzung und die Backqualität des Weizens aufzeigen.