Autoren: D. Scheuermann (1), T. Presterl (1), M. Ouzunova (1), P. Westhoff (2), K. Ernst (2), S. Kirschner (2), M. Frisch (3), C. Falke (3), E. Herzog (3), K. Mayer (4), G. Haberer (4)

Der Mais-Gen-Pool ist sehr divers. Trotz dieser großen genetischen Diversität ist die genetische Grundlage von aktuellen Elitesorten sehr eng. In den Tropen haben sich Maispopulationen über sehr verschiedene klimatische Bedingungen adaptiert. In den Tiefland-Tropen, wo eine hohe Luftfeuchte herrscht, wird Mais unter hohem Insekten- und Pilzdruck kultiviert. Zusätzlich können Trockenstreß oder sehr hohe Temperaturen herrschen. In den Hochland-Tropen, z.B. den Anden, wird Mais in Höhenlagen bis zu 4000 Metern angebaut und muß sehr niedrigen Temperaturen zurechtkommen. Der in den Tropen angebaute Mais sollte demzufolge eine wichtige Genquelle sein, um den Ertrag und die Ertragsstabilität in europäischen Maissorten zu verbessern. Bedauerlicherweise wurde die hohe genetische Diversität und Toleranz gegenüber abiotischem und biotischem Streß bislang nicht systematisch genutzt. Der größte Engpaß für die Nutzung des tropischen Materials ist die schlechte Anpassung an unsere Umweltbedingungen. Photoperiodische Sensitivität und agronomische Defizite (späte Reife, Lagerneigung) machen es unmöglich diese Exoten unter den lokalen Umweltbedingungen zu phänotypisieren.

Das AMAIZING-Projekt entwickelt und prüft neue Strategien für die systematische Nutzung von tropischem Material für die Verbesserung von europäischen Maissorten. Ein Ziel des Projektes ist es, bekannte Target-Bereiche und ihre vorteilhaften Allele vom tropischen Material in das adaptierte Elitematerial zu überführen. Neue Allele werden mittels kosteneffizienten SNP-Markern von bekannten QTL-Positionen für Stickstoff-Nutzeffizienz, Kühletoleranz und „Northern Corn Leaf Blight“ Resistenz übertragen und negative Effekte für Adaptation und photoperiodische Sensitivität ausgeschlossen. Die molekulare allelische Diversität der erstellten Introgressionslinien wird mit neuen Technologien, wie sequence-capture, untersucht.

Neben dieser gezielten Nutzung allelischer Diversität werden im Projekt neue optimierte Strategien mittels biostatistischer Methoden für die kosten- und zeiteffiziente Entwicklung und Beurteilung von genomweiten Introgressionspopulationen entwickelt. Die neuen Strategien werden direkt im Projekt genutzt um einige genomweite Introgressionspopulationen zu entwickeln. Alle Introgressionslinien werden intensiv für Ertrag, Ertragsstabilität und Toleranz gegenüber abiotischem und biotischem Streß getestet. Erste Ergebnisse der Feldversuche sind 2013 verfügbar.

Partner: KWS SAAT AG (1) - Coordination, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (2), Justus-Liebig-Universität Gießen (3), Helmholtz-Zentrum München (4)