PLANT BREEDING RESEARCH

NEMARES

Die Bedeutung von Wurzelläsionsnematoden im Pflanzenbau in Deutschland und Entwicklung von Strategien zur Züchtung resistenter Sorten

Koordinator: Prof. Dr. Christian Jung – Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Projektbeschreibung

Wurzelläsionsnematoden werden von der deutschen Landwirtschaft als starke Bedrohung eingestuft. Die Nematoden schädigen bevorzugt Gemüse und Kartoffeln, befallen aber zunehmend alle Getreidearten und werden durch eine enge Fruchtfolge begünstigt. Welche Arten im Boden vorkommen und wie mögliche Resistenzmechanismen etabliert werden können ist noch weitgehend unbekannt. In diesem Projekt sollen erstmals Resistenzen gegen Wurzelläsionsnematoden molekular identifiziert und züchterisch nutzbar gemacht werden. Das Projekt gründet auf umfangreichen Vorarbeiten an der Gerste sowie auf Sequenz und Genotypisierungsdaten früherer Gerste- und Weizengenomprojekte. Dort wurden bereits resistente Herkünfte identifiziert und QTL kartiert. Mit Hilfe von neuen quantitativen genetischen Verfahren soll das äußerst aufwändige Nachweisverfahren beschleunig werden. In dem Projekt arbeiten Experten aus den Züchtung, Nematologie sowie Pflanzenphysiologie, gegliedert in 4Forschungsbereiche (RA).

Folgende Arbeiten werden durchgeführt: RA 1: Bestimmung von Verbreitung und Häufigkeit von Wurzelläsionsnematoden und Entwicklung eines PCR-basierten Nachweisverfahrens; RA 2: Selektion von Genotypen aus einem deutschen Winterweizen-Sortiment mit Resistenz gegen Wurzelläsionsnematoden; RA 3: Klonierung und funktionelle Analyse von Resistenzgenen aus dem Gerstengenom; RA 4: Vergleichende Analyse von QTL-Regionen der Gerste und des Weizens zur Kartierung von QTL im Weizengenom und zur Entwicklung molekularer Marker.

(english (Beta))

Importance of root lesion nematodes in German crop production and strategies to breed resistant varieties

Projektbeschreibung (en)

Root lesion nematodes (RLN) are important pests worldwide with a large range of host species. These migratory parasites are able to infest a wide spectrum of crops. In the past decade, severe damage in German cereal production has been reported and this pest is regarded by farming experts as a major threat for cereal production. Narrow crop rotation, early-sowing dates, and mild winters which are expected due to climate change increase the damage by this pest. Assessment of RLN in the field as well as in the greenhouse is cumbersome and time consuming. Moreover, this pest has been largely disregarded by European cereal breeders so far. Aiming at the identification of wheat (Triticum aestivum) genotypes with low RLN infection rates and unravelling the genetic mechanisms for RLN resistance in barley and wheat, we will continue a previous project in which resistant barley lines have been identified and major QTLs for RLN resistance have been mapped. We bring together experts from plant breeding, bioinformatics, nematology, and plant physiology in a project divided into 4 Research Areas (RA). This project is structured in four research areas (RA). In RA 1, we will assess RLN infection in soil samples from farmers’ fields using standard and novel technology. We will establish a molecular technique to detect RLN in soil and root substrates which is based on species specific sequences. This technique shall be later employed in RLN tests in the greenhouse. We will perform field trials with selected wheat and barley genotypes in fields heavily infested by RLNs to estimate the effect of RLN resistance on yield and other agronomical important parameters. In RA2, we will identify resistant genotypes from a worldwide wheat collection and will map RLN QTL(s) using SNP genotyping information from previous projects. Research area 3 will focus on barley genes triggering RLN resistance reactions. Finally, in RA4, we will compare resistance bearing regions from barley and wheat exploiting the high conservation of gene order and sequences between both species. The aim is to identify wheat orthologs of the barley resistance genes.

Eckdaten

PLANT BREEDING RESEARCH

NEMARES

Projektlaufzeit

01.10.2016 - 30.09.2019

Förderkennzeichen

031B0186 (A-D)

Fördersumme

Öffentlich: 1.089.704,00 €
Privat: 0,00 €
Gesamt: 1.089.704,00 €
Herr PD Dr. Johannes Hallmann
Julius Kühn-Institut (JKI)
Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen

Erwin-Baur-Str. 27
06484 Quedlinburg
Deutschland
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Herr Prof. Dr. Christian Jung
E-Mail-Kontakt
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung

Am Botanischen Garten 1-9
24118 Kiel
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. Nils Stein
E-Mail-Kontakt
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK)

Corrensstrasse 3
06466 Gatersleben
Deutschland
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