In den letzten Jahren ist das Interesse an nachhaltig produzierter Bio-Energie und Bio-basierter Produkte sprunghaft angestiegen. Gründe hierfür waren Bemühungen, die Abhängigkeit von nicht erneuerbaren fossilen Brennstoffen zu verringern, die Umweltzerstörung zu minimieren, den Klimawandel einzudämmen und die Entwicklung robuster wissensbasierten Bio-Wirtschaft voranzutreiben. Gleichzeitig war ein verstärktes Interesse an der Nutzung von Lignocellulose-Biomasse aus Forstgehölz-Plantagen für die zweite Generation nachwachsender Energierohstoffe zu bemerken, da Non-Food-Kulturen das Potenzial eines niedrigeren „Carbon Footprints“ als einjährige Kulturen bieten. Schnell wachsende Baumarten wie Pappeln und Eukalyptus gelten als eines der attraktivsten Ausgangspflanzen für Kurzumtriebsplantagen (KUP) zur Produktion pflanzlicher Biomasse in Nord / West-und Südeuropa. KUPs sind leicht zu etablieren, produzieren hohe Mengen an Lignocellulose und bieten sekundäre Vorteile wie ein geringer Nährstoffeintrag. Da die chemische und strukturelle Zusammensetzung der verholzten sekundären Zellwand Ursache dafür ist, dass Holz nur langsam zersetzt wird, werden genetisch verbesserte Ausgangspflanzen für die Etablierung von KUPs benötigt. Der erste Schritt hierzu ist, Gene zu charakterisieren, die regulierend auf relevante Zellwandeigenschaften wirken, bevor weitere Aktivitäten unternommen werden, züchterisch-relevante Allelvarianten zu identifizieren. Mit einem Fokus auf Transkriptionsfaktoren (FT) und miRNAs, die wichtig bei der Regulation von Holzbildungsprozessen sind, ist genau das das übergeordnete Ziel des Projekts „TREEFORJOULES.“ Das Projekt wird in 4 Arbeitspakete unterteilt:

• WP1 wird die transkriptionelle und post-transkriptionelle Regulation der Holzbildung in Eukalyptus und Pappeln untersuchen. Hierbei spielen in silico Analysen sowie vergleichende Transkriptomanalysen eine große Rolle, um Kandidatengene (CG) auszuwählen, d.h. in entgegengesetzten Holzproben differentiell exprimierte Transkriptionsfaktoren (TF) und miRNAs. Diese GCs werden in WP3 kartiert und bis zu 25 GCs werden funktional in transgenen Holzsektoren analysiert. Die Auswirkungen der Nährstoffversorgung und biotischer Stressfaktoren auf die Biomasseproduktion und Holzeigenschaften in transgenen Eukalyptus- und Pappelgenotypen werden ebenfalls bewertet.

• WP2 entwickelt Hoch-Durchsatz-NIR-spektroskopische Methoden zur Analyse von Holzeigenschaften einschließlich aller wichtigen Zellwandbestandteile, die Auswirkungen auf das Verzuckerungspotenzial von im Holz befindlichen Polysacchariden zur Herstellung von Bioethanol und Bio-Öl-Produktion haben.

• WP3 wird die strukturelle und funktionelle Architektur der Holzqualität zwischen Eukalyptus und Populus durch (i) die Verbesserung der Auflösung der verfügbaren genetischen Karten mit Methoden einer Hochdurchsatzgenotypisierung sowie gemeinsamer molekularer Marker (ii) Positionierung und präzise Lokalisierung von QTLs, die mit Eigenschaften des Holzes mit Relevanz zur Bioenergie assoziiert sind, und (iii) Zerlegen ein für die Lignifizierung-wichtigen QTLs.

• WP4 kümmert sich um Projektmanagement, um die Koordination über eine Projekt-Website und um den Aufbau eines gemeinsames bioinformatisches Netzwerk, um die mit Hilfe von Hochdurchsatztechnologie erzeugten, genomischen, genetischen und phänotypischen Daten zu speichern und miteinander zu vernetzen sowie um die Weitergabe von Methoden und Technologien an die Industrie und um die Publikation der Ergebnisse.