TERTIUS - Genom-basierte Strategien zur Nutzung des tertiären Genpools für die Züchtung klimaangepassten Weizens

Abstract

Übergeordnetes Ziel des Projekts TERTIUS war die Entwicklung von Weizenprototypen mit optimierter Wurzelleistung, verbesserter Wassernutzungseffizienz und hoher Backqualität, die sich auch unter Trockenstress durch eine stabile Kornertragsleistung auszeichnen. Eine ausreichende genetische Variation im Zuchtmaterial ist dabei grundlegende Voraussetzung für nachhaltigen Zuchtfortschritt. Im Projekt wurden genom-basierte Züchtungsstrategien eingesetzt, um die genetische Vielfalt im deutschen Weizengenpool gezielt zu erfassen und zu erweitern. Hierzu nutzten wir vorhandene genomische Ressourcen und implementierten innovative Konzepte zur Integration zusätzlicher genetischer Variation in laufende Weizenzuchtprogramme. Ein Schwerpunkt lag auf der umfassenden phänotypischen und genotypischen Charakterisierung einer Winterweizen-Population mit definierter genetischer Konstitution der T1AL.1RS-Translokation aus dem Roggen ‘Insave’ sowie der T1BL.1RS-Translokation aus ‘Petkuser’ Roggen. TERTIUS verfolgte sechs komplementäre Ziele:

i) Einsatz genomanalytischer Verfahren der Präzisionszüchtung, um durch Nutzung von Weizen-Roggen-Translokationen die genetische Variation des Wurzelsystems in Winterweizen zu erhöhen; ii) Nutzung genetischer Ressourcen im Hintergrund der Sorte ‘Asory’, um neue, an deutsche Zielumwelten angepasste Weizengenotypen mit verbesserter Nährstoff- und Wasseraufnahme sowie hoher Ertragsstabilität unter Trockenstress zu entwickeln; iii) Charakterisierung der Stressphysiologie dieser Genotypen mittels innovativer Verfahren zur Phänotypisierung von Wurzelarchitektur, Sprosswachstum und photosynthetischer Leistungsfähigkeit; iv) Prüfung der Trockenstresstoleranz der entwickelten Genotypen mit optimiertem Wurzelsystem unter praxisnahen Standortbedingungen; v) Aufklärung der genetischen Architektur der Wassernutzungseffizienz durch genomweite Assoziationsanalysen; und vi) Nutzung funktionell charakterisierter Sequenzinformationen, um das genetische Potenzial zur Steigerung der Wassernutzungseffizienz in Elitezuchtmaterial zu identifizieren und für praktische Züchtungsprogramme verfügbar zu machen.