Beschleunigung der Pflanzenzüchtung durch Überwindung epigenetischer Hindernisse bei der Erzeugung doppelt haploider Linien
Koordinator: Frau Dr. Franziska Turck – (Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung)
Projektbeschreibung
Die Generierung von doppelt-haploiden Zuchtlinien (DH) ist ein unverzichtbares Werkzeug der Pflanzenzüchtung, durch das reinerbige Individuen in einer einzigen Generation erzeugt werden. Wenngleich verschiedene Methoden zur DH-Generierung existieren, ist die Effizienz meist sehr gering und nur auf bestimmte Sorten anwendbar. Unter der Annahme, dass die Umprogrammierung von Mikrosporen durch epigenetische Mechanismen blockiert ist, zielt EpiHAP darauf, das Phänomen der geringen Induktionseffizienz zu verstehen. Warum schlagen innerhalb einer homogenen Population von Mikrosporen selbst bei gut etablierten Protokollen nur ein Bruchteil der Mikrosporen den Weg der Embryogenese ein? EpiHap wird hierfür Einzelzell-Analysen von induzierbaren und nicht-induzierbaren Mikrosporen auf verschiedenen Ebenen mit paralleler Beschreibung von Genausprägung, epigenetischen Markierungen und zellulären Phänotypen im Hochdurchsatz durchführen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen werden klären, ob und zu welchem Entwicklungszeitpunkt zelluläre Differenzierung epigenetisch festgelegt und welche Gene davon betroffen sind. Außerdem wird untersucht, ob sich epigenetische Ausprägungen durch Kulturbedingungen oder Wirkstoffe verändern lassen. Die Ergebnisse werden eine wichtige Grundlage für prädiktive Analysen von Mikrosporen verschiedener Spezies darstellen, mit dem Ziel, die Effizienz gametophytischer Embryonenbildung zu erhöhen.
EpiHAP Speeding up plant breeding by overcoming epigenetic barriers to doubled haploid line production
Coordinator: Frau Dr. Franziska Turck – (Institut)
Project description
The generation of doubled-haploid breeding lines (DH) is an indispensable tool in plant breeding, through which homozygous individuals are produced in a single generation. Although various methods for DH generation exist, the efficiency is usually very low and applicable only to certain cultivars. Assuming that microspore reprogramming is blocked by epigenetic mechanisms, EpiHAP aims to understand the phenomenon of low induction efficiency. Why, within a homogeneous population of microspores, even with well-established protocols, do only a fraction of the microspores take the embryogenesis pathway? To this end, EpiHap will perform high-throughput single-cell analyses of inducible and non-inducible microspores at different levels with parallel description of gene expression, epigenetic marks and cellular phenotypes. The results of these studies will clarify whether and at what developmental time point cellular differentiation is epigenetically determined and which genes are affected. In addition, we will investigate whether epigenetic expressions can be altered by culture conditions or agents. The results will provide an important basis for predictive analyses of microspores from different species, with the aim of increasing the efficiency of gametophytic embryo formation.
Teilprojekte
Laufzeit 01.07.2022 – 30.06.2025
Frau Dr. Franziska Turck
Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung
Tel: +49 221 5062246
Herr Dr. Bruno Hüttel
Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung
Tel: +49 (0)221 5062-828
Laufzeit 01.07.2022 – 30.06.2025
Herr Prof. Dr. Klaus Palme
ScreenSYS GmbH
Tel: +49 761 203-97687
Sonnenstr. 5
79104 Freiburg im Breisgau
Deutschland