PLANT BIOTECHNOLOGY

PRE-BREED YIELD

Zielgerichtete Züchtung zur Ertragssteigerung bei Raps

Koordinator: Dr. Gunhild Leckband – Norddeutsche Pflanzenzucht Hans Georg Lembke KG

Projektbeschreibung

Moderne Raps-Sorten leiten sich von einem relativ kleinen Teil der genetischen Varianz ab. Die Einbeziehung einer größeren Varianz in Zuchtprogramme wird daher einen deutlichen Einfluss auf die Ausprägung wichtiger, ökonomisch relevanter Zuchtziele haben.

Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung neuer genetischen Diversität spezifisch für die Projektziele „Ertrag“ und „Ertragsstabilität“ und deren Einbeziehung in den Züchtungsprozess. Zusätzlich sollen „omics Technologien“ und Phänotypisierung Strategien bearbeitet werden, mit denen die Möglichkeiten des Pre-Breeding bzw. der weiteren Züchtung bei Raps verbessert werden und somit die Entwicklung neuer kommerziell erfolgreicher Sorten ermöglicht wird:

  • Entwicklung neuer genetischen Diversität spezifisch für die Projektziele „Ertrag“ und „Ertragsstabilität“ und
  • deren Einbeziehung in den Züchtungsprozess.
  • Bearbeitung von Technologien zur Phänotypisierung und Genomanalyse
  • Verbesserung der Möglichkeiten des Pre-Breeding bzw. der weiteren Züchtung bei Raps

Im Projekt Pre-BreedYield werden sowohl umfassende genetische Ressourcen von Brassica  napus als auch Technologien zur Phänotypisierung und Genomanalyse bearbeitet, um neuartiges Ausgangsmaterial und Werkzeuge für die Züchtung zu entwickeln.

Das Projekt wurde in fünf Arbeitspakete (WP) unterteilt.

WP 1: Entwicklung von Pflanzen-Populationen,

WP 2: Phänotypisierung

WP 3: Genotypisierung und Entwicklung züchtungsrelevanter Ressourcen,

WP 4: Nested Association Mapping,

WP 5: Datenmangement.

Für das Projekt wurde ein zielgerichtetes Netzwerk konzipiert, in dem die Aufgaben den Partnern mit hierfür spezieller Expertise zugeordnet sind. Die Partner werden sowohl innerhalb der einzelnen WP aber auch übergreifend miteinander kommunizieren und interagieren.

Die wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Erfolgsaussichten und die Anschlussfähigkeit für dieses Projekt werden als exzellent eingeschätzt. Die wissenschaftlichen Partner des Projektes verfügen über sehr gute Qualifikationen und als Wirtschaftspartner sind die bedeutendsten deutschen Rapszüchtungsfirmen beteiligt. Zudem wird die Projektkoordination durch einen kommerziellen Partner die Vernetzung zwischen den Partnern des Konsortiums und die Übertragung der wissenschaftlichen Information und Technologien in einen wirtschaftlichen Zusammenhang erleichtern. Die wissenschaftliche und wirtschaftliche Anschlussfähigkeit ist bei dem angestrebten Produkt als sehr hoch einzustufen, da die Entwicklung von Raps mit hohem Ertrag und Ertragsstabilität aufgrund des immer wachsenden Umwelteinflusses (Klimawandel) die Stabilisierung der Erträge bei nicht optimalen Umweltbedingungen und die Erschließung von neuen Märkten erlauben kann

(english (Beta))

Precision Breeding for Yield Gain in Oilseed Rape

Projektbeschreibung (en)

Rapeseed (Brassica napus) is one of the most recently domesticated major crop species, and due to intensive breeding has become the most important oilseed crop in Europe. Today around 6 M t of seed are produced annually on 1.5 M ha in Germany. Yield per hectare varies in different countries, reflecting different input levels and production efficiency. This highlights the scope for crop improvement, and yield will continue to be the primary focus of many rapeseed improvement programs. Modern varieties are based on a relative small subset of the available genetic diversity. Rapeseed is thus likely to respond strongly to programs aimed at selectively enhancing genetic variation for key economic input and output traits.

The goal of this project is to develop and implement a diverse set of plant materials selected specifically with regard to the project aims, as well as "omics" technologies and precise phenotyping strategies that will be used to enhance rapeseed pre-breeding, subsequent breeding and development of new elite commercial varieties. To create new and well described genetic variation, adapted and exotic rapeseed accessions (landraces, old varieties and re-synthetics) will be integrated in the project. Deep phenotyping will be carried out to study a pre-breeding collection comprising around 50 adapted and exotic genotypes selected from a broad B. napus diversity set. Simulation studies will be used to develop the best crossing design for the detection of rare positive alleles and identification of new quantitative trait loci (QTL) for numerous traits, with a particular focus on yield. Field trials of populations derived from crosses between the selected pre-breeding genotypes and one common elite line will allow validation of interesting phenotypes with respect to yield performance and selection of the best performing genotypes using Nested Association Mapping (NAM). Finally, access to the draft genome sequence of rapeseed, via the industry partners, will facilitate re-sequencing of the pre-breeding collection. For genome wide association studies a high density SNP chip will be developed to genotype the different populations. In future the materials, data and genomic resources will provide a basis for genomic selection in advanced progenies derived from the pre-breeding collection.

Through the selection of excellent complementary partners, we expect to establish a strong pre-breeding consortium in rapeseed and generate considerable amounts of new data and knowledge. The implementation of the project results and the translation of these resources into innovative breeding material and prediction tools for yield in commercial breeding practice is the long term aim of this new pre-breeding platform.

Pre-BreedYield will combine advanced new quantitative genetics techniques in B. napus with deep phenotyping and emerging genomics technologies to generate new plant materials and tools for breeding. To translate these considerations into a research program we have organised a project divided into five work packages (WPs) that study different aspects of yield and yield stability in rapeseed. All these WPs are implemented in a tightly designed network between the partners according to their respective expertise. All partners will interact with each other accordingly within and between these work packages.

Eckdaten
P

PLANT BIOTECHNOLOGY

PRE-BREED YIELD

Projektlaufzeit

01.09.2011 - 31.12.2015

Förderkennzeichen

0315964

Fördersumme

Öffentlich: 4.060.403,00 €
Privat: 1.872.867,00 €
Gesamt: 5.933.270,00 €
Herr Dr. Amine Abbadi
E-Mail-Kontakt
Norddeutsche Pflanzenzucht Hans-Georg Lembke KG

24363 Holtsee
Deutschland
zur Website
Herr Dr. Stefan Abel
E-Mail-Kontakt
Limagrain GmbH

Griewenkamp 2
31234 Edemissen
Deutschland
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Herr Prof. Dr. Heiko Becker
E-Mail-Kontakt
Georg-August-Universität Göttingen
Department für Nutzpflanzenwissenschaften

Von-Siebold-Straße 8
37075 Göttingen
Deutschland
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Herr Dr. Frank Breuer
E-Mail-Kontakt
KWS SAAT SE

Grimsehlstr. 31
37574 Einbeck
Deutschland
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Frau Katja Brummermann
E-Mail-Kontakt
Syngenta Seeds GmbH

Zum Knipkenbach 20
32107 Bad Salzuflen
Deutschland
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Herr Dr. Peter Duchscherer
E-Mail-Kontakt
Bayer CropScience Raps GmbH


Streichmühler Straße 8
24977 Grundhof
Deutschland
Frau Dr. Gunhild Leckband
E-Mail-Kontakt
Norddeutsche Pflanzenzucht Hans-Georg Lembke KG

24363 Holtsee
Deutschland
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Herr Prof. Dr. Jens Léon
E-Mail-Kontakt
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz

Katzenburgweg 5
53115 Bonn
Deutschland
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Herr Dr. Zeljko Micic
E-Mail-Kontakt
Deutsche Saatveredelung AG

Weissenburger Straße 5
59557 Lippstadt
Deutschland
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Herr Prof. Dr. Frank Ordon
E-Mail-Kontakt
Julius Kühn-Institut (JKI)
Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen

Erwin-Baur-Str. 27
06484 Quedlinburg
Deutschland
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Herr Dr. Uwe Scholz
E-Mail-Kontakt
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)

Corrensstrasse 3
06466 Gatersleben
Deutschland
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Herr Prof. Dr. Ulrich Schurr
E-Mail-Kontakt
Forschungszentrum Jülich GmbH
Institut für Bio- und Geowissenschaften
Pflanzenwissenschaften (IBG-2)

Wilhelm-Johnen-Straße
52428 Jülich
Deutschland
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Herr Prof. Dr. Rod Snowdon
E-Mail-Kontakt
Justus-Liebig-Universität Gießen

Heinrich-Buff-Ring 26-32
35392 Gießen
Deutschland
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Frau Viola Spamer
Syngenta Seeds GmbH

Zum Knipkenbach 20
32107 Bad Salzuflen
Deutschland
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Frau Dr. Annika Spies
Syngenta Seeds GmbH

Zum Knipkenbach 20
32107 Bad Salzuflen
Deutschland
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Herr Dr. Dieter Stelling
E-Mail-Kontakt
Deutsche Saatveredelung AG

Weissenburger Straße 5
59557 Lippstadt
Deutschland
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Herr Dr. Benjamin Stich
Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung

Carl-von-Linné-Weg 10
50829 Köln
Deutschland
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Herr Prof. Dr. Nicolaus von Wirén
E-Mail-Kontakt
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)

Corrensstrasse 3
06466 Gatersleben
Deutschland
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