Genomik-basierte Nutzbarmachung genetischer Ressourcen im Weizen für die Pflanzenzüchtung
Koordinator: Herr Prof. Dr. Jochen Christoph Reif – (Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK))
Projektbeschreibung
Das übergeordnete Ziel von GeneBank3.0 ist es, die Ex-situ-Weizensammlung des IPK in eine aktiv in der Züchtung genutzte Sammlung umzuwandeln, indem ein integrierter Ansatz angewendet wird, der modernste Genomik, Phänomik, Biodiversitätsinformatik und Präzisionszüchtung umfasst. Strategien zur Nutzung genetischer Ressourcen reichen von der Identifikation von Punktmutationen bis hin zu Gameten mit hohem Zuchtwert. Die in den ersten beiden Phasen entwickelten und begonnenen PreBreeding Strategien werden in der dritten Projektphase weitergeführt. Das bezieht sich im Wesentlichen auf die Nutzung wertvoller neuer Allele und Gene für die Merkmale Kornertrag, Antherenextrusion sowie Braunrost-, Gelbrost- und Mehltauresistenz.
Wir werden den molekularen Atlas der Weizen-Akzessionen der IPK ex situ Genbank um wilde Verwandte erweitern und zwei Genotypen als Beitrag zu internationalen Initiativen de novo sequenzieren. Unter Nutzung der Macrobot-Plattform sollen neue, in der Züchtung noch nicht verwendete Resistenzloci gegen Mehltau, Gelbrost und Blattrost feinkartiert und validiert werden. Ziel ist es, eine öffentlich zugängliche Bibliothek von Donoren, die Träger seltener, bisher in der Züchtung nicht genutzter Resistenzloci gegen verschiedene Rassen von Mehltau, Gelbrost und Blattrost sind, aufzubauen. Bei der Suche nach neuen Merkmalen liegt der Schwerpunkt auf der genetischen Variation für eine offene Weizenblüte, da dies für die Hybridweizenzüchtung wichtig ist. Weiterhin werden genombasierte Präzisionsvorzuchtprogramme fortgesetzt, um den Nutzen genetischer Ressourcen als Donoren wertvoller Variation für komplex vererbte Merkmale zu belegen. Die umfangreichen Daten werden mit einer speziell angepassten Biodiversitäts-Informatik-Toolbox analysiert und sollen interoperabel mit weiteren internationalen Initiativen im Rahmen eines Informationssystems verfügbar gemacht werden.
Genomics-based exploitation of wheat genetic resources for plant breeding
Coordinator: Herr Prof. Dr. Jochen Christoph Reif – (Institut)
Project description
The overall goal of GeneBank3.0 is to transform IPK's ex situ wheat collection into one that is actively used in breeding by applying an integrated approach that includes state-of-the-art genomics, phenomics, biodiversity informatics, and precision breeding. Strategies for exploiting genetic resources range from identifying point mutations to gametes with high breeding value. The Pre-breeding strategies developed and initiated in the first two phases will be continued in the third projects phase. This mainly refers to the use of valuable new alleles and genes for the traits grain yield, anther extrusion as well as leaf rust, yellow rust and powdery mildew resistance.
We will extend the molecular atlas of wheat accessions of the IPK ex situ genebank with wild relatives and sequence two genotypes de novo as a contribution to international initiatives. Using the Macrobot platform, new resistance loci to powdery mildew, yellow rust and leaf rust not yet used in breeding will be fine mapped and validated. The goal is to build a publicly available library of donors that are carriers of rare resistance loci to different races of powdery mildew, yellow rust, and leaf rust that have not yet been used in breeding. The search for new traits will focus on genetic variation for open wheat flowering, as this is important for hybrid wheat breeding. Furthermore, genome-based precision pre-breeding programs will continue to demonstrate the utility of genetic resources as donors of valuable variation for complex inherited traits. The extensive data will be analyzed with a specially adapted biodiversity informatics toolbox and will be made available interoperable with other international initiatives as part of an information system.
Teilprojekte
Laufzeit 01.11.2022 – 31.10.2025
Herr Prof. Dr. Jochen Christoph Reif
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)
Tel: +49 39482 5 - 840
Laufzeit 01.11.2022 – 31.10.2025
Herr Prof. Dr. Andreas Stahl
Julius Kühn-Institut
Tel: +49 (0)3946 47 3600
Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen
Quedlinburg
Erwin-Baur-Str. 27
06484 Quedlinburg
Deutschland
zur Website
Laufzeit 01.11.2022 – 31.10.2025
Herr Prof. Dr.sc.agr. Friedrich Longin
Universität Hohenheim
Tel: 0711 459-23846
Laufzeit 01.11.2022 – 31.10.2025
Frau Dr. Monika Spiller
KWS LOCHOW GMBH
Tel: +49 52 225308221
Laufzeit 01.11.2022 – 31.10.2025