Cornwall3
PLANT BREEDING RESEARCH III


Verbesserung von Mais Lignozellulose Materialien für die Bioökonomie

Koordinator: Herr Prof. Dr. Markus Pauly – (Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf )

Projektbeschreibung

Es muss versucht werden, treibhausgasemittierende, endliche fossile Brennstoffe durch nachhaltige, CO2-neutrale Ressourcen zu ersetzen, z. für die chemische Industrie. Eine Ressource mit solchen Eigenschaften sind sehr häufig vorkommende landwirtschaftliche Abfallrückstände von Getreiden, da dieses Abfallmaterial keine Nahrungsquelle für den menschlichen Verzehr darstellt. Der Großteil der landwirtschaftlichen Reststoffe besteht aus sogenannten Lignozellulosen, einem Verbundstoff, dessen Zucker, sobald sie freigesetzt werden, für die Produktion von Grundchemikalien verwendet werden kann. Die größte Herausforderung bei der Umwandlung von Lignozellulose in Chemikalien besteht darin, die Abbauresistenz des Materials zu überwinden. Daher besteht ein enormes Potenzial, Nutzpflanzen mit verbesserten, vorteilhaften lignozellulosehaltigen Eigenschaften zu züchten, um z.B. Verarbeitungskosten und Energieverbrauch erheblich zu senken.

Das Forschungsprojekt CORNWALL ist ein anwendungsorientiertes, interdisziplinäres Verbundprojekt. Das CORNWALL-Konsortium identifizierte und identifiziert weiterhin nicht-transgene, wirtschaftlich wettbewerbsfähige Maissorten, die bei der Verarbeitung ganzer Pflanzen zu veränderten Zuckererträgen aus ihrer lignozellulosehaltigen Biomasse führen. Die Identifizierung der verantwortlichen genetischen Ursache in diesen Sorten wird zu neuen genetischen Markern führen, die für die zukünftige Pflanzenzüchtung nützlich sein werden. Dadurch stellt die Produktionsleistung an verbessertem Erntegut pro Hektar eine deutliche Verbesserung der Ressourceneffizienz dar und schafft gleichzeitig die Voraussetzungen für eine verbesserte stofflich-industrielle Nutzung des Maispflanzenmaterials.

Die gewonnenen patentierbaren Erkenntnisse lassen sich leicht auf andere Nutzpflanzen übertragen, insbesondere auf andere Gräser wie Weizen und Gerste, und können in Zukunft zu fundierten gezielten Züchtungszielen ertragreicherer Pflanzenrückstände führen.


Improving maize lignocellulosic materials for the bioeconomy

Coordinator: Herr Prof. Dr. Markus Pauly – (Institut)

Project description

Attempts need to be made to replace greenhouse gas emitting, finite fossil fuels with sustainable, carbon-neutral resources e.g. for the chemical industry. One resource with such attributes is highly abundant agricultural waste residue from crops as this waste material does not represent a source of food for human consumption. The majority of agricultural residue consists of so called lignocellulosics, a composite of non-food plant material, whose sugars, once released, can be used for the production of commodity chemicals. The biggest challenge in converting lignocellulosics to chemicals is overcoming the material’s recalcitrance to degradation. Hence, there is a huge potential to breed crops with enhanced, advantageous lignocellulosic attributes to alleviate e.g. processing costs and energy investment.

The research project CORNWALL represents an application-oriented interdisciplinary collaborative project. The CORNWALL consortium identified and continues to identify non-transgenic, economically competitive maize varieties that upon whole plant processing result in altered yields of sugar derived from their lignocellulosic biomass. The identification of the responsible genetic cause in those varieties will lead to novel genetic markers that will be useful for future plant breeding. As a result the production output of improved crop material per hectare represents a significant improvement in resource efficiency and at the same time setting the stage for an improved material-industrial use of the maize plant material.

The obtained patentable knowledge can easily be transferred to other crops, in particular other grasses such as wheat and barley and in the future can lead to informed targeted breeding goals of higher yielding plant residues.

Teilprojekte

031B1303A
Fördersumme: 548.513,80 €

Laufzeit 01.02.2023 – 31.01.2026


Herr Prof. Dr. Markus Pauly

Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf


E-Mail-Kontakt

Tel: +49 211 81-15680

Universitätsstraße 1

40225 Düsseldorf

Deutschland


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031B1303B
Fördersumme: 183.416,53 €

Laufzeit 01.02.2023 – 31.01.2026


Herr Prof. Dr. Björn Usadel

Forschungszentrum Jülich GmbH


E-Mail-Kontakt

Tel: +49 2461 61-9503

Institut für Bio- und Geowissenschaften

Pflanzenwissenschaften

Wilhelm-Johnen-Straße

52428 Jülich

Deutschland


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