{Project} SEEH: Strategien für eine effizientere Haferzüchtung für den Ökoanbau (Verbundvorhaben). [Strategies for more efficient oat breeding for organic farming.] Runs 2024 - 2028. Project Leader(s): Herrmann, Dr. Matthias; Matros, Dr. Andrea; Haak, Annette; Zenke-Philippi, Dr. Carola and Kurra, Vivek, 1. Julius Kühn-Institut (JKI), Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, D-Sanitz OT Groß Lüsewitz 2. Julius Kühn-Institut (JKI), Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, D-Quedlinburg 3. Landbauschule Dottenfelderhof e.V., D-Bad Vilbel 4. Justus-Liebig-Universität Gießen, D-Gießen 5. Saatzucht Bauer GmbH & Co. KG, D-Obertraubling .
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Das hier beschriebene Verbundvorhaben umfasst folgende Teilprojekte: FKZ 22OE021, FKZ 22OE186, FKZ 22OE187, FKZ 22OE188 und FKZ 22OE189.
Der ökologische Haferanbau erfuhr in den letzten Jahren bundesweit ein deutliches Wachstum, denn die Nachfrage nach Hafer aus regionalem und ökologischem Anbau ist groß. Da ein zunehmender Teil der Haferernte zu Hafergetränken verarbeitet wird, trägt der Haferanbau über den Kuhmilchersatz zur Treibhausgasreduktion bei. Um langfristig die Nachfrage bedienen zu können, bedarf es besserer Sorten und einer effektiveren Haferzüchtung. Im vorliegenden Projekt wurden drei Schwerpunkte definiert, die zur Effizienzsteigerung der Haferzüchtung beitragen sollen: 1.) Dauerhafte Flugbrandresistenz: Basierend auf den Erkenntnissen aus dem Projekt ‚KLAR‘ (FKZ 2815NA107) sind QTL-Versuche zur Validierung der GWAS-Ergebnisse geplant, Untersuchungen zum notwendigen Niveau der Flugbrandresistenz und der Kleistogamie, sowie die Untersuchung der Flugbrandrassen. 2.) Rekurrente Genomische Selektion (RGS): Hierbei werden die Zyklen 2 bis 3 einer im Projekt ‚FUGE‘ (FKZ 28AIN02A20) begonnenen RGS mit Fokus auf Ertrag und Qualität durchlaufen. 3.) Priming mit Mikroorganismen bei Hafer und deren Wirkung hinsichtlich biotischer (Flugbrand und Kronenrost) und abiotischer Stresstoleranz (Trockenstress). Für die geplanten Arbeiten werden zwei JKI-Institute, die Justus-Liebig-Universität Gießen, die Forschung & Züchtung Dottenfelderhof und Saatzucht Bauer unter Koordination durch die GFPi eng zusammenarbeiten.
Für die Verbesserung der Dauerhaftigkeit der Flugbrandresistenz (AP1) werden die chromosomalen Positionen ausgewählter Resistenzgene validiert. Dazu werden geeignete Populationen genotypisiert und für Resistenz phänotypisiert. Im Zuge dieser Arbeiten wird auch nach Linien mit bislang nicht vorhandenen Resistenzgenkombinationen gesucht.
Der zweite Schwerpunkt im AP1 untersucht die Frage, welche Ausprägungen der Resistenz und Kleistogamie notwendig sind, um Schäden in der Saatgutproduktion zu verhindern. Diese Frage soll über wiederholte Nachbauversuche mit 49 mittelresistenten Linien mit Unterschieden in der Kleistogamie beantwortet werden. Als dritter Schwerpunkt im AP1 soll mit Hilfe eines Differenzialsortimentes die aktuelle Rassensituation bei Flugbrand in Deutschland beschrieben werden.
Im AP2 zur Rekurrenten genomischen Selektion werden die im Projekt FUGE (FKZ 28AIN02A20) gewonnenen Daten für zwei weitere Kreuzungs- und Selektionsschritte genutzt. Auf diese Selektions- und Kreuzungsschritte folgt die Selbstung vielversprechender Kreuzungen und die Prüfung der Nachkommen in mehrortigen Feldversuchen auf ökologisch relevante Merkmale (Ertrag, Beikrautunterdrückung, Tausendkornmasse, Spelzengehalt).
Im AP3 zum Priming mit Mikroorganismen wird ein definiertes Panel von 25 Hafergenotypen auf eine Differenzierung der Priming-Kapazität im Hinblick auf die Reaktion auf Kronenrost, Flugbrand sowie Trockenstress untersucht. Als Priming-Induktor wird zusammen mit inokulumfreien Kontrollbehandlungen das Rhizobakterium Ensifer meliloti angewendet. Als bereits auf dem Markt etablierte mikrobielle Vergleichsprodukte sollen Rhizobakterien der Gattungen Bacillus, als rhizosphären-kompetente Pilze die Trichodermapräparate der Firma Koppert und eine Mykorrhizapilzmischung (INOQ GmbH) sowie ein mikrobielles Biostimulanz-Präparat von PHYTOsolution eingesetzt werden.
Summary translation
Organic oat production has seen significant growth throughout Germany in recent years, driven by increasing demands for regionally and organically grown oat. As an increasing portion of the oat crop is processed into oat drinks, oat production contributes to greenhouse gas reduction via cow's milk substitution. Better varieties and more effective oat breeding are needed to meet future demand. In the present project, three focal points have been defined to increase the efficiency of oat breeding: 1.) Durable smut resistance: Based on the findings of finished project ‘KLAR’ (FKZ 2815NA107), resistance mapping to validate GWAS results is planned, investigations on the necessary level of blight resistance and cleistogamy, as well as the investigation of smut isolates. 2) Recurrent Genomic Selection (RGS): Here, cycles 2 to 3 of a RGS started in the project 'FUGE' (FKZ 28AIN02A20) will be run with focus on yield and quality. 3) Priming with microorganisms in oats and their effect on biotic (smut and crown rust) and abiotic stress tolerance (drought stress). For the planned work, two JKI institutes, Justus Liebig University Giessen, Forschung & Züchtung Dottenfelderhof and Saatzucht Bauer will cooperate closely under coordination by GFPi.
The chromosomal positions of selected resistance genes will be validated for the improvement of the durability of the resistance to smut (work package, WP1). For this purpose, suitable populations are genotyped and phenotyped for resistance. In the course of this work, lines with new resistance gene combinations are also being sought.
In breeding practice, the question arises regarding the needed levels of resistance and cleistogamy to prevent damage in seed production. This question will be answered by trials with 49 intermediate resistant oat lines with a high range for cleistogamy. The seed of the 49 lines will be seeded in Groß Lüsewitz and at Dottenfelder Hof. Ustilago avenae is known to develop races with various virulences and therefore the current virulence spectrum in Germany will be described using a differential set of cultivars and respective smut isolates.
In WP2 on recurrent genomic selection, the data obtained in the FUGE project (FKZ 28AIN02A20) will be used for two further crossing and selection steps. These selection and crossing steps are followed by the selfing of promising crosses and the testing of the progeny in multi-site field trials for ecologically relevant traits (yield, weed suppression, thousand grain mass, hull content).
WP3 is focused on priming with microorganisms. A defined panel of 25 oat genotypes will be investigated for differentiation of priming capacity with regard to response to crown rust, smut and drought stress. The rhizobacterium Ensifer meliloti will be applied as priming inducer together with inoculum-free control treatments. As microbial comparative products already established on the market, rhizobacteria of the genus Bacillus, as rhizosphere-competent fungi the Trichoderma preparations of the company Koppert and a mycorrhizal fungal mixture (INOQ GmbH) as well as a microbial biostimulant preparation of PHYTOsolution will be used.
| EPrint Type: | Project description |
|---|---|
| Location: | Koordination des Verbundvorhabens und Projektleitung des Teilprojektes FKZ 22OE021: Dr. Matthias Herrmann, Julius Kühn-Institut, Institut für Züchtungsforschung an landwirtschaftlichen Kulturen Projektleitung des Teilprojektes FKZ 22OE186: Dr. Andrea Matros, Julius Kühn-Institut, Institut für Resistenzforschung und Stresstoleranz Projektleitung des Teilprojektes FKZ 22OE187: Annette Haak, Landbauschule Dottenfelderhof e.V. Projektleitung des Teilprojektes FKZ 22OE188: Dr. Carola Zenke-Philippi, Justus-Liebig-Universität Gießen Projektleitung des Teilprojektes FKZ 22OE189: Vivek Kurra, aatzucht Bauer GmbH & Co. KG |
| Keywords: | BOEL, BÖL, FKZ 22OE021, FKZ 22OE186, FKZ 22OE187, FKZ 22OE188, FKZ 22OE189, Flugbrand resistenz, Resistenz QTL, Kleistogamie, recurrente genomische Selektion, Ertrag, priming |
| Agrovoc keywords: | Language Value URI German - Deutsch Hafer UNSPECIFIED German - Deutsch Flugbrand UNSPECIFIED German - Deutsch Resistenz gegen Schadfaktoren http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_6520 English priming UNSPECIFIED English smuts http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_7119 English oats http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_5287 English recurrent selection http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_27595 English QTL mapping -> quantitative trait loci mapping http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_750f6f44 German - Deutsch Kleistogamie http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_1663 |
| Subjects: | Crop husbandry > Breeding, genetics and propagation Crop husbandry > Crop health, quality, protection |
| Research affiliation: | Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOEL Germany > Federal Agency for Agriculture and Food - BLE Germany > Federal Research Centre for Cultivated Plants - JKI Germany > Landbauschule Dottenfelder Hof Germany > University of Gießen Germany > Other organizations Germany |
| Research funders: | Germany > Federal Organic Farming Scheme - BOEL Germany > Federal Agency for Agriculture and Food - BLE |
| Related Links: | https://www.bundesprogramm.de/ |
| Acronym: | SEEH |
| Project ID: | FKZ 22OE021, FKZ 22OE186, FKZ 22OE187, FKZ 22OE188, FKZ 22OE189, |
| Start Date: | 15 March 2024 |
| End Date: | 15 December 2028 |
| Deposited By: | Herrmann, Dr. Matthias Heinrich |
| ID Code: | 53212 |
| Deposited On: | 17 Apr 2024 05:46 |
| Last Modified: | 01 Jul 2024 11:25 |
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